18
beberapa persen. Sedangkan sebaliknya, arus yang dihasilkan akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu pada sel surya.
e. Karakteristik Tegangan – Arus pada Sel Surya
Penggunaan tegangan dari sel surya bergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. Jika menggunakan bahan silikon, maka tegangan yang dihasilkan dari setiap sel surya berkisar
0,5 V. Modul surya merupakan gabungan beberapa sel surya yang dihubungkan secara seri dan paralel. Tegangan dihasilkan dari sel surya bergantung dari radiasi cahaya matahari. Untuk
arus yang dihasilkan dari sel surya bergantung dari luminasi kuat cahaya matahari, seperti pada saat cuaca cerah atau mendung. Contoh Karakteristik panel surya diperlihatkan pada
Gambar 2.15 [7].
Nilai dari faktor pengisian dapat diperoleh dengan Persamaan 2.8. FF =
��� −ln��� +0.72 ��� +1
2.2 dimana : V
OC
= Tegangan rangkaian terbuka pada sel surya Volt
2.6.3 Daya Panel Surya
Daya yang dihasilkan panel surya berbanding lurus dengan besar intensitas cahaya matahari. Semakin besar intensitas cahaya matahari yang di terima panel surya maka daya yang
dihasilkan panel surya semakin besar. Jika luas sel surya adalah A dengan intensitas J tertentu, maka daya input sel surya P
in
diperoleh pada Persamaan 2.9. P
in
= JA 2.3
dimana : P
in
= Daya yang di terima akibat radiasi matahari Watt J
= Intensitas cahaya W m
2
A = Luas area permukaan sel surya
m
2
Besar daya output sel surya P
out
yaitu perkalian tegangan rangkaian terbuka V
oc
, arus hubung singkat
I
sc
dan fill factor FF yang dihasilkan oleh sel surya dapat di peroleh dengan Persamaan 2.10.
Universitas Sumatera Utara
19
P
out
= �
oc
I
sc
FF 2.4
dimana: P
out
=Daya yang dibangkitkan oleh sel surya Watt Voc =Tegangan rangkaian terbuka pada sel surya Volt
Isc =Arus hubung singkat pada sel surya Ampere FF = Fill Factor
2.6.4 Efisiensi Panel Surya
Energi cahaya matahari yang di terima oleh sel surya dapat diubah menjadi energi listrik. Semakin besar energi cahaya yang diserap maka semakin besar energi listrik yang dapat
dihasilkan. Maka konversi energi inipun memiliki nilai efisiensi didalamnya. Efisiensi keluaran maksimun η didefenisikan sebagai persentase keluaran daya optimum terhadap energi cahaya
yang digunakan, di rumuskan pada Persamaan 2.11. � =
�
��
�
����
�
��
x 100 2.5
� =
�
���
�
��
×100 dimana :
η = Efisiensi sel surya P
out
=Daya yang dibangkitkan oleh sel surya Watt P
in
= Daya yang di terima akibat radiasi matahari Watt
2.6.5 Faktor Pengoperasian Panel Surya
Besar daya keluaran yang dapat dihasilkan oleh panel surya bergantung pada beberapa faktor sebagai berikut [12]:
a. Efek Perubahan Pancaran Iradiasi Matahari
Apabila jumlah energi cahaya matahari yang diperoleh sel surya berkurang atau intensitas cahayanya melemah, maka besar tegangan dan arus listrik yang dihasilkan juga akan menurun.
Penurunan tegangan relatif lebih kecil dibandingkan penurunan arus listriknya. Pengaruh radiasi matahari terhadap arus dan tegangan panel surya ditunjukkan oleh Gambar 2.16 [8]
.
Universitas Sumatera Utara
20
Gambar 2.16 Pengaruh Radiasi Matahari Terhadap Isc dan Voc Panel Surya
Dapat dilihatbahwaIscmeningkat secara signifikan terhadap
peningkatanradiasi,sementarakenaikanteganganVocterjadi secara perlahan. Akibatnyadaya maksimummeningkatsejalan dengan radiasi dengan begitu efisiensi akan lebih baik pada radiasi
yang tinggi. b.
Efek perubahan temperatur pada panel surya Temperatur panel surya juga mempengaruhi kinerja sel dan efisiensi. Tegangan yang
dihasilkan dari sel surya bergantung dari temperatur sel surya, makin besar temperatur sel surya maka arus mengalami peningkatan dan sebaliknya tegangan mengalami penurunan. Daya listrik
juga mengalami penurunan seiring panel surya mengalami peningkatan temperatur. Pengaruh temperatur terhadap kurva arus vs tegangan dan kurva tegangan vs daya ditunjukkan oleh
Gambar 2.17 a dan Gambar 2.17 b [11].
Universitas Sumatera Utara
21
a b
Gambar 2.17
Pengaruh Temperatur Terhadap: a. Kurva Arus – Tegangan b. Kurva Tegangan- Daya
Dari Gambar 2.18 dapat dilihat ketikatemperaturpada panelmeningkat, arus hubung singkat Iscmeningkatsedikit tetapitegangan rangkaian terbukasangatmenurun drastis
terhadaptemperatur. Daya maksimumjugamenurun terhadaptemperatur panel yang meningkat.
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Panel surya adalah alat konversi energi matahari menjadi energi listrik secara langsung menggunakan bahan semikonduktorberdasarkan prinsip efek fotolistrik.Material panel surya
yang paling banyak digunakan terbuat dari bahan crystalline silicon dengan jenis monocrystalline
dan polycrystalline. Dengan mengetahui karakteristik panel surya, dapat diketahui besar daya keluaran yang dihasilkan. Besar daya keluaran panel surya ditentukan
oleh bahan material dan kondisi lingkungan dimana panel surya berada seperti intensitas cahaya matahari, arah datangnya sinar matahari, temperatur dan spektrum cahaya [1].
Untuk menentukan daya keluaran sebuah panel surya yang akan dijual dipasaran dipilih kondisi pengujian standar yang sudah ditetapkan yaitu dengan intensitas cahaya 1000
� �
2
, sudut datang matahari terhadap panel surya 0°, T= 25°C dan memiliki spektrum Air Mass
1,5 [1-2]. Daya maksimum yang dihasilkan pada kondisi pengujian standar ini dipilih sebagai daya keluaran dari sebuah panel surya. Karena kondisi lingkungan selalu berubah-ubah maka
kinerja panel surya dengan kondisi standar itu tidak bisa ditemui pada kondisi operasi nyata. Oleh sebab itu, dilakukan pengukuran untuk menganalisis karakteristik panel surya
secara real time menggunakan alat ukur berbasis Arduino yang terintegrasi dengan PC yang dilengkapi dengan perangkat lunak data akuisisi PLX-DAQ sebagai sistem monitoring.
Dengan alat ukur ini, diharapkan karakteristik panel surya dalam bentuk tegangan hubung buka Voc, arus hubung singkat Isc dan temperatur °C dapat diketahui setiap saat selama
beroperasi sehingga konsumen teknologi panel surya dapat memantau kinerja panel surya.
Universitas Sumatera Utara
