ARSITEKTUR HIGH-TECH `
Rudolf Bastian Sijabat : Medan Science Center Arsitektur Hightech Science Fisika, 2010.
3.4. Photovoltaic System 3.4.1. Sejarah dan Perkembangan Photovoltaic
Sel photovoltaics konvensional pertama diproduksi di akhir 1950-an, dan sepanjang 1960-an terutama digunakan untuk menjalankan satelit orbit-bumi. Tahun 1970-an,
peningkatan dalam manufaktur, kinerja dan kualitas modul PV membantu mengurangi biaya dan membuka peluang untuk menjalankan aplikasi jarak jauh yang berhubungan dengan
bumi. 1980-an, photovoltaics menjadi sumber energi yang populer untuk para pengguna alat- alat elektronik. Mengikuti krisis energi 1970-an, usaha signifikan juga mulai
mengembangkan sistem tenaga PV untuk kegunaan residensial dan komersial.Selama periode yang sama, aplikasi anternasional ujntuk sistem PV meningkat secara dramatis untuk
menjalankan klinik kesehatan pelosok, pendinginan, pompa air, telekomunikasi, dan peralatan rumah tangga tanpa jaringan. Sekarang, industri produksi modul PV tumbuh kira-
kira 25 setiap tahun, kebanyakan program di Amerika Serikat, Jepang dan Eropa mempercepat implementasi sistem PV pada bangunan dan interkoneksi ke jaringan utilitas.
Perkembangan arsitektur surya di USA dipresentasikan dengan Skytherm System of Harold Hay, Steve Baer’s Zome House dan
dilanjutkan di Eropah dengan Hysolar Institute Stutgart di Jerman, Achen power utilities dan Flachglas AG headquarter merupakan demontrasi panel photovoltaics sebagai fasade
bangunan tinggi. Teknologi photovoltaics PV adalah konversi langsung cahaya matahari menjadi
listrik menggunakan alat semi-konduktor yang disebut solar cells sel surya. Photovoltaics hampir tidak membutuhkan perawatan dan sepertinya mempunyai jangka waktu penggunaan
yang lama. Proses konversi photoelektrik tidak menghasilkan polusi dan dapat menggunakan secara bebas energi matahari.
3.4.2. Jenis-jenis Photovoltaic
Macam-macam bahan dasar sel surya A.
sel surya dari selenium pada tahun 1873, seorang ahli listrik bernama willoughby Smith dari perusahaan “
Telegraph Construction” menemukan bahan Selenium yang sangat resistan terhadap listrik jika tidak terkena cahaya maka ikatan elektron atom listrik dilepas dan menjadi
bahan yang sangat konduktif terhadap muatan listrik.
ARSITEKTUR HIGH-TECH `
Rudolf Bastian Sijabat : Medan Science Center Arsitektur Hightech Science Fisika, 2010.
Lorenzo Eduardo solar electricity hal 2 Tingkat kenaikan Selenium menghantar listrik sebanding dengan beradanya intensitas
cahaya. Sel surya Selenium pertama kali dihasilkan pada tahun 1883 oleh Charles Fritts dari Jerman, tetapi tingkat efisiensi konversi energi dari cahaya menjadi listrik
berkisar antara 1 sampai 2. B.
Sel surya Silicon Pada tahun 1954, para ahli di lab. Bell menemukan bahan silikon sebagai
bahanpengahantar listrik yang lebih baik dari pada Selenium. Tingkat efisiensi konversi energi dari cahaya surya menjadi listrik sel surya silikon dapat mencapai
sampai 6. Sel surya diproduksi dari bahan semikonduktor yaitu silikon-berperan sebagai
insulator pada temperatur rendah dan sebagai konduktor bila ada energi dan panas. Sebuah silikon sel surya adalah sebuah dioda yang terbentuk dari lapisan atas silikon tipe n silicon
doping “phosphorus”, dan lapisan bawah silikon tipe p silicon doping of “boron”. Elektron-elektron bebas terbentuk dari million photon atau benturan atom° pada lapisan
penghubung junction = 0,2-0,5 micron menyebabkan terjadinya aliran listrik. Pengembangan Sel surya Silikon secara individu chip:
1. Monocyristalline Silicon Cell
Dibuat menggunakan gergaji pemotong sel dari sebuah kristal silindris silikon, ini adalah teknologi photovoltaic yang paling efisien. Keuntungan dasar monocyristalline
cells adalah efisiensinya yang tinggi, khususnya sekitar 15 , walaupun proses manufakturnya yang diperlukan untuk memproduksinya rumit, sehingga harganya
agak mahal daripada teknologi lain. 2.
Multicyristalline Silicon Cells Terbuat dari potongan sel dari sebuah batang baja cair dan silikon yang dihablrkan
ulang. Dalam proses manufakturnya, silicon cair dituangkan pada batang baja silikon polycrystalline, batang-batang baja ini kemudian dipotong gergaji menjadi biskit yang
sangat tipis dan disusun menjadi sel yang lengkap. Multicrystalline cells lebih murah untuk diproduksi daripada monocrystalline, karena proses manufaktur yang lebih
sederhana. Bagaimanapun, mereka cenderung agak kurang efisien, dengan efisiensi rata-rata sekitar 12 menciptakan tektur yang butir-butir kecil.
Morin Leo,D 1988. Photovoltaic workshop infor mational literature
ARSITEKTUR HIGH-TECH `
Rudolf Bastian Sijabat : Medan Science Center Arsitektur Hightech Science Fisika, 2010.
3. Thick-Film Silicon
Teknologi multicrytalline yang lain dimana silikon disimpan dalam proses yang berlanjut diatas sebuah material dasar memberikan urat yang baik, penampilan yang
berkilau. Seperti semua PV cyrstalline, ini dikapsulkan dalam sebuah penutup tempered glass dan biasanya dibatasi dengan bingkai aluminium yang kuat.
4. Amorphous Silicon
Amorphous silicon cells terdiri dari atom-atom silikon dalam sebuah layer homogen tipis daripada sebuah struktur kristal. Amorphous silicon menyerap cahaya lebih
efektif daripada crystalline silicon, jadi selnya dapat menjadi lebih tipis. Untuk alasan ini, amorphous silicon juga dikenal dengan teknologi PV “film tipis”. Amorphous
silicon dapat disimpan pada sebuah substrat tingkat yang luas, kaku dan fleksibel, yang membuatnya ideal untuk permukaan lengkung dan modul lipat. Amorphous cell
adalah kurang efisien daripada sel yang berasal dari cyrstaline, dengan efisiensi khususnya sekitar 6 tetapi lebih mudah dan bagaimanapun lebih murah untuk
diproduksi. Harganya yang murah membuatnya cocok untuk banyak aplikasi dimana efisiensi tinggi tidak dibutuhkan dan biaya rendah dibutuhkan.
5. Film Tipis lainnya
Sejumlah material menjanjikan lainnya seperti cadmium telluride CdTe dan copper indium diselenide CIS sekarang digunakan untuk modul PV. Menariknya teknologi
ini adalah mereka dapat dimanufaktur oleh proses industri yang relatif tidak mahal. Sebuah sel surya dalam menghasilkan energi listrik energi sinar matahari menjadi photon
tidak tergantung pada besaran luas bidang silikon, dan secara konstan akan menghasilkan energi berkisar lebih kurang 0,5 volt-max 600 mV pada 2 ampere, dengan kekuatan radiasi
sinar matahari 1000 Wm
2
= 1 ‘sun’ akan menghasilkan arus listrik sekitar 30 mAcm
2
per sel surya Mintorogo,2000.
3.4.3. Cara Kerja Solar Sel