Sekarang kita akan belajar bagaimana cara kerja kamera secara sederhana. Contohnya saat melihat atraksi seekor lumba-lumba meloncat dari kolam renang. Saat menekan tombol shutter pada kamera, terdapat proses yang cepat dalam menangkap gambar. Proses tersebut terjadi dalam sekejab saja, bayangkan saja bahwa proses cara kerja kamera secepat peluru pistol atau kilat.
cara kerja kamera
Pertama analogikan kita melihat pensil di ujung meja tulis. Cahaya datang dan memantul dari pensil lalu masuk ke badan kamera.
cara kerja kamera
Cahaya yang masuk ke kamera lalu mengenai lensa optic ( lensa convex / lensa cembung ). Lensa ini yang akan memfokuskan cahaya yang diterima berupa bayangan terbalik kesuatu tempat yang disebut film.
cara kerja kamera
Proses kimia terjadi saat film terkena cahaya dan membentuk sebuah pola gambar. Hanya bagian film yang terkena cahaya yang akan terbakar dan hangus, sedangkan bagian yang lainnya tetap. Dahulu film dibuat dari lempengan kaca yang bercampur bahan kimia yang langsung merekam cahaya. Perak dan kapur adalah campuran pertama kali yang digunakan untuk membuat lempengan tersebut. Tapi sekarang, film dibuat dari bahan plastik dan dilapisi emulsi garam perak halida supaya peka menangkap cahaya. Film yang digunakan untuk foto hitam putih menggunakan satu lapis senyawa garam perak halida. Sedangkan penggunaan foto berwarna menggunakan minimal 3 lapis.
cara kerja kamera
Hasil dari penangkapan film adalah sebuah klise / negatif yaitu lembaran hitam. Kemudian film dicetak pada kertas foto. Proses pencetakan atau pencucian dilakukan pada ruang gelap, kenapa? Karena cahaya dapat merusak hasil film yang rentan terbakar. Berikut adalah contoh klise yang saat ini sudah hampir tidak dipakai lagi.
klise gambar
Cara kerja kamera mudah untuk dimengerti, dan hampir semua teknologi kamera saat ini berawal dari kamera sederhana / konvensional. Saat ini, untuk mencetak sebuah gambar pada kertas foto tidak menggunakan kertas film lagi. Banyak orang beralih ke kamera digital.
cara kerja kamera
Kamera modern menggunakan proses elektronik dan menyimpan hasilnya pada sebuah kartu / memory card. Hasil foto bisa dilihat secara langsung secara digital. Sampai sekarang cara kerja kamera modern masih dikembangkan oleh setiap produsen kamera.
By Rianto Kurniawan
Kamis, 21 Juli 2011
Sabtu, 16 April 2011
Rangkaian Sensor Suhu Sederhana
Dalam banyak hal, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi semakin mempermudah aktifitas manusia (terutama..mereka yang siap menerimanya)
, berbagai macam kreasi hasil kreatifitas manusia pun beragam dari hal kecil sampai hal yang tidak kecil..
ya, kali ini saya mencoba menjadi salah satu bagian dari mereka yang mencoba berkreasi dengan hal yang sederhana itu..
ssaya mencoba membuat rangkaian pendeteksi panas yang berlebih dari suatu benda(bisa: air, suhu tubuh,dll) dengan menggunakan rangkaian yang begitu sederhana...
Gambar Rangkaian
rangkaian terdiri dari:
Sensor suhu (thermistor atau sejenisnya)
potensiometer 10 K
Op Amp 741
resistor
output: Bi Colour Led
Penjelasan Rangkaian
sebagai saklar otomatis kita gunakan pembagi tegangan anta thermistor dan potensiometer (untuk mengatur akurasi) dan tegangan yang masuk dari pembagi tegangan tadi masuk ke op amp LM 741 lalu output berupa LED akan berubah warna secara otomatis.
cat:: output dapat di ganti dengan buzzer
ketika suhu panas
ketika suhu dingin
semoga bermanfaat...
tahun baru, semangat baru.........
, berbagai macam kreasi hasil kreatifitas manusia pun beragam dari hal kecil sampai hal yang tidak kecil..
ya, kali ini saya mencoba menjadi salah satu bagian dari mereka yang mencoba berkreasi dengan hal yang sederhana itu..
ssaya mencoba membuat rangkaian pendeteksi panas yang berlebih dari suatu benda(bisa: air, suhu tubuh,dll) dengan menggunakan rangkaian yang begitu sederhana...
Gambar Rangkaian
rangkaian terdiri dari:
Sensor suhu (thermistor atau sejenisnya)
potensiometer 10 K
Op Amp 741
resistor
output: Bi Colour Led
Penjelasan Rangkaian
sebagai saklar otomatis kita gunakan pembagi tegangan anta thermistor dan potensiometer (untuk mengatur akurasi) dan tegangan yang masuk dari pembagi tegangan tadi masuk ke op amp LM 741 lalu output berupa LED akan berubah warna secara otomatis.
cat:: output dapat di ganti dengan buzzer
ketika suhu panas
ketika suhu dingin
semoga bermanfaat...
tahun baru, semangat baru.........
Rabu, 06 April 2011
Osiloskop Analog
Osiloskop (Oscilloscope) adalah serangkaian alat untuk pengukuran dan analisa bentuk gelombang serta gejala lain dalam rangkaian-rangkaian elektronik dengan memanfaatkan masukan berupa sinyal-sinyal listrik. Osiloskop pada dasarnya bermanfaat untuk menganalisa besaran-besaran dalam kelistrikan (frekuensi, periode, amplitudo, sudut fasa, dan tegangan) yang berubah terhadap waktu.
Bagian – Bagian Fisik Osiloskop Analog
Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut. Bentuk dari osiloskop ini menyerupai sebuah pesawat televisi dengan beberapa tombol pengatur, namun terdapat garis-garis (grid) pada layarnya.
Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang berguna untuk melihat dua sinyal yang berlainan, misalnya kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.
Bagian-bagian fisik luar osiloskop dapat dilihat melalui gambar berikut:
Lingkaran 1 menyatakan sumber signal (CH1, CH2, LINE, dan EXT).
Lingkaran 2 menyatakan input Channel 1.
Lingkaran 3 menyatakan channel mana yang ditampilkan pada layar (CH1, CH2, DUAL, dan ADD).
Lingkaran 4 menyatakan jenis signal input (AC, GND, dan DC).
Lingkaran 5 menyatakan Volts/Div.
Lingkaran 6 menyatakan Vertical Position (posisi secara vertikal).
Lingkaran 7 menyatakan Horizontal Position (posisi secara horizontal).
Lingkaran 8 menyatakan Time/Div (waktu per kotak pada layar osiloskop).
Prinsip Kerja Osiloskop Analog
Prinsip kerja osiloskop analog dapat dijelaskan melalui skema berikut ini:
Penjelasan untuk skema prinsip kerja osiloskop analog:
· Saat kita menghubungkan probe ke sebuah rangkaian, sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop (Vertical System), sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan input sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan input. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop.
· Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju pelat defleksi vertikal pada sebuah CRT (Catode Ray Tube), sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan berkas-berkas elektron secara bidang vertikal saja (ke atas atau ke bawah).
· Sampai point ini dapat disimpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog berfungsi untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati.
· Selanjutnya sinyal masuk ke dalam pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas-berkas elektron bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak ke atas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong ke bawah.
· Sinyal yang keluar dari Vertical System tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" yaitu pergerakan elektron secara sweep - menyapu ke kiri dan ke kanan - dalam dimensi horizontal atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak sangat cepat menyeberangi layar dalam suatu interval waktu tertentu. Pergerakan elektron yang sangat cepat (dapat mencapai 500,000 kali per detik) inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (misalnya seperti daun kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar).
· Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode/Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop.
· Pengaturan bidang vertikal dan horizontal secara bersama-sama akhirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati ke dalam bentuk grafik yang dapat kita lihat pada layar CRT.
Cara Mengukur Frekuensi, Tegangan, Arus Searah dan Arus Bolak-Balik (DC dan AC) dengan Osiloskop Analog
Waktu dapat diukur dengan menggunakan skala horizontal pada osiloskop. Pengukuran waktu meliputi periode, lebar pulsa (pulse width), dan waktu dari pulsa. Pengukuran waktu akan lebih akurat bila mengatur porsi sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada layar. Pengukuran waktu yang lebih akurat dapat dilakukan dengan mengatur tombol time/div.
Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Bolak-Balik (AC)
· Sinyal AC diarahkan ke CH input dan stel saklar mode untuk menampilkan bentuk gelombang yang diarahkan ke CH tersebut.
· Distel saklar VOLT/ DIV untuk menampilkan kira- kira 5 DIV bentuk gelombang.
· Distel saklar SEC/ DIV untuk menampilkan beberapa gelombang.
· Atur penampilan gelombang secara vertikal sehingga puncak gelombang negatif, gelombang berhimpit dengan salah satu garis gratikul horizontal.
· Atur tampilan gelombang secara horizontal, sehingga puncak berimpit dengan pusat garis gratikul vertikal.
· Hitunglah tegangan puncak- kepuncak ( Peaks to peaks ) dengan menggunakan persamaan:
VOLT ( p.p ) = ( difleksi vertikal ) x ( penempatan saklar VOLT/ DIV ).
Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Searah (DC)
Berikut ini adalah langkah-langkah untuk mengukur tegangan arus searah (misalnya mengukur tegangan baterai) dengan menggunakan osiloskop.
· Pilih mode SOURCE pada LINE.
· Pilh mode COUPLING pada DC.
· Pilih DC pada tombol AC-DC.
· Siapkan baterai yang akan diukur.
· Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan salah satu channel.
· Hal yang perlu diperhatikan sebelum mengukur adalah, letakkan nilai 0 di layar sebaik mungkin.
· Variasikan VOLTS/DIV pada beberapa angka (misalnya 1, 1.5, dan 2).
· Catat semua hasil pengukuran yang didapatkan.
Langkah-Langkah Mengukur Periode dan Frekuensi
· Distel saklar SEC/DIV untuk menampilkan siklus gelombang kompleks.
· Diukur jarak horizontal antara titik-titik pengukuran waktu (satu panjang gelombang ).
· Ditentukan periode gelombang dengan mengalikan jumlah pembagi dengan faktor pengali.
· Ditentukan frekuensi gelombang (1/ periode).
Jenis-Jenis Osiloskop Analog
Osiloskop analog terdiri dari dua jenis utama, yaitu osiloskop analog standard dan osiloskop dual trace. Osiloskop standard hanya mampu memperagakan sebuah sinyal untuk diamati. Sedangkan osiloskop dual trace dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Osiloskop jenis ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.
Kelebihan dan Kekurangan Osiloskop Analog
Kelebihan osiloskop analog antara lain:
1. Mampu menggambarkan nilai-nilai arus atau tegangan yang dihasilkan yang selalu berubah terhadap waktu secara periodik, sehingga memperlihatkan bentuk gelombang.
2. Osiloskop analog dapat digunakan untuk menentukan periode, frekuensi, tegangan, dan amplitudo sinyal listrik sekaligus dengan cara yang relatif mudah.
Selain kelebihan, osiloskop analog juga memiliki kekurangan, yaitu:
1. Pengamatan sinyal-sinyal listrik dengan osiloskop mempunyai keterbatasan dalam perbandingan frekuensi antar sinyal-sinyal tersebut (perbandingan maksimum 10:1) sehingga penggunaannya cukup terbatas.
2. Harganya relatif mahal. Kelemahan tersebut semakin terasa sejak terciptanya penghitung frekuensi digital dengan harga yang lebih rendah dipasarkan ke publik.
Tahapan Penyetaraan (Kalibrasi) Osiloskop Analog
1. Sesuaikan tegangan masukan sumber daya AC 220 yang ada di belakang osiloskop sebelum kabel daya AC dimasukkan stop kontak PLN.
2. Nyalakan osiloskop dengan menekan tombol power.
3. Set saluran pada tombol CH1.
4. Set mode pada Auto.
5. Atur intensitas, jangan terlalu terang pada tombol INTEN.
6. Atur posisi berkas cahaya horizontal dan vertikal dengan mengatur tombol yang bernama horizontal dan vertikal.
7. Set level mode pada tengah-tengah (-) dan (+).
8. Set tombol tegangan (volt/div) bertanda V pada 2 V, sesuaikan dengan memperkirakan terhadap tegangan masukan.
9. Pasang probe pada salah satu saluran, (misal CH1) dengan tombol pengalih AC/DC pada kedudukan AC.
10. Atur saklar/switch pada pegangan probe dengan posisi pengali 1x.
11. Tempelkan ujung probe pada titik kalibrasi.
12. Atur Time/Div pada posisi 1 ms agar tampak kotak-kotak garis yang cukup jelas.
13. Setelah tahapan 11, osiloskop siap digunakan untuk mengukur tegangan.
Selasa, 05 April 2011
Fungsi tombol kontrol pada panel CRO
depan CRO. Adapun fungsi tombol-tombol kontrol tersebut
adalah:
(1) P OSITION control. Putaran tombol akan mengatur
posisi vertical dari berkas.
(2) INPUT Jack : vertical input jack
(3) AC GND DC Switch Pada posisi AC komponen DC dari
signal ditahan oleh kapasitor. Pada posisi GND (ground),
terminal input terbuka dan input amplifier internal
disambung ke ground. Pada posisi DC terminal input
disambung langsung ke amplifier dan semua komponen
signal input dikuatkan.
(4) VOLT / DIV Switch. Skala bertingkat dalam Volt per div
dari layar CRT. Dapat dipilih dalam 11 range dari 0,01 V
/ div sampai 20 V / div.
(5) VARIABLE control. Pengaturan attenuasi vertical.
Pengatur halus (fine) dari sensitifitas vertical. Pada
putaran kearah kanan maksimum (sampai berbunyi
“klik” ) attenuasi vertical pada posisi terkalibrasikan
(CAL).
(6) LED Pilot lamp. Lampu ini akan menyala kalau power
switch ON.
(7) POWER ON/ INTENSITY control. Mengatur kecerahan
berkas gambar Digunakan untuk menghidupkan dan
mematikan daya listrik ke CRO dengan memutar tombol
ke arah kiri maksimum.
(8) FOCUS Control. Pengontrolan fokus berkas untuk
memperoleh bentuk gelombang yang optimum
kecerahannya.
(9) SOURCE switch. Dua posisi switch untuk memilih
sumber trigger untuk sweep (INT atau EXT).
(10) EXT TRIG Jack. External sync jack. Untuk sikronisasi
eksternal diperlukan tegangan lebih dari 1 Vp-p, dengan
SOURCE switch pada posisi EXT.
(11) SYNC Switch. Saklar pemisah sinkronisasi. Akan
mengambil komponen signal sync dalam signal video,
dan diaplikasikan pada rangkaian sync untuk
menyempurnakan sinkronisasi signal video yang
ditampilkan.
NORM ± : Untuk menampilkan bentuk gelombang pada
umumnya. Pada posisi ini rangkaian TV sync separator
tidak tersambung. Pada polaritas “+”, sweep
dipengaruhi oleh slope “+”, sedangkan pada polaritas
“-“, sweep dipengaruhi oleh slope “-“.
TV ± : Dipakai untuk menampakkan bentuk-bentuk
gelombang signal video TV yang disinkronkan dengan
signal sync.
(12) LEVEL Control. Triggering level / PULL AUTO akan
mengatur phase sync untuk menentukan titik awal
sweep pada slope dari signal trigger.
(13) P O SI TION control. Putaran pengatur posisi
horizontal dari berkas gambar. PULL 5X MAG Switch,
Push-pull switch memilih pembesaran 5X bila ditarik
keluar (PULLED-OUT) dan normal bila ditekan kembali
(PUSHED-IN).
(14) SWEEP TIME / DIV Switch. Selector time sweep
horizontal. Saklar pemilih sweep timw dari 1 s sampai
0,5 s dalam 18 langkah. Operasi EXT H dimungkinkan
dengan memutar knob ke arah kanan penuh. Bila saklar
variable (15) diputar arah kanan penuh, pembacaan
harga time sweep sudah terkalibrasi.
(15) VARIABLE control. Pengaturan attenuasi vertical.
Pengatur halus (fine) dari sensitifitas vertical. Pada
putaran kearah kanan maksimum (sampai berbunyi
“klik” ) attenuasi vertical pada posisi terkalibrasikan
(CAL).
(16) HOR INPUT Jack. Bila dipakai input horizontal dari luar.
(17) CAL 1 Vp-p Jack. Jack untuk tegangan kalibrasi.
Kalibrasi tegangan adalah 1 Vp-p dari gelombang kotak
dengan sumber daya tersinkronisasi. Terminal CAL 1Vpp
juga dipakai untuk memeriksa kondisi vertical gain
atau untuk mengatur karakteristik gelombang kotak dari
probe.
(18) TRACE Rotation. Dipakai untuk menghilangkan
kemiringan berkas garis lurus horizontal.
(19) Z – AXIS INPUT Jack.. Jack intensitas modulasi
intensitas dimodulasi pada tegangan5 Vp-p atau lebih
rendah.
(20) Power connector. Untuk menghubungkan AC power
cord.
(21) AC Voltage Selector. CRO ini dapat bekerja pada
tegangan 100V, 120V, 220V dan 240V.Pemilihan posisi
tegangan tersebut dengan AC Voltage Selector.
(22) Fuse holder. Untuk tegangan operasi 100 ~ 120 V
dipakai 0,7 ampere. Untuk tegangan operasi 220 ~
240V dipakai fuse 0,3 ampere.
(23) Cord reel. Dipakai untuk melingkarkan power cord cable
pada saat CRO disimpan. Juga berfungsi sebagai
penyangga kalau CRO dipakai pada posisi berdiri tegak.
Setting Up CRO
atau setting-up procedure. Untuk melakukan setting-up siswa
perlu memahami dengan benar semua tombol kawalan serta
fungsinya, yang telah dihuraikan pada bagian B di atas.
Adapun prosedurnya adalah sebagai berikut :
(1) Tetapkan posisi tombol kawalan seperti pada Gambar 9.
(2) Pastikan voltan kerja yang dipakai di laboratorium.
Periksa apakah AC Voltage selector sudah pada posisi
yang tepat.
(3) Kalau sudah tepat maka putar tombol POWER (7) searah
putaran jarum jam sampai ON dan LED menyala.
(4) Sumbu horizontal akan nampak. Bila tidak nampak pada
pusat screen, maka atur POSITION (1). Atur INTENSITY
(7) Bila tetap kurang tajam maka atur FOCUS (8).
(5) Osiloskop sekarang siap dipakai untuk melakukan
pengukuran. Pasang tegangan input signal ke INPUT (2).
Putar tombol VOLT / DIV (4) searah jarum jam untuk
mendapatkan ukuran bentuk gelombang yang dikehendaki.
(6) Dengan menekan tombol LEVEL(12), fungsi free running
dicabut, sehingga bentuk gelombang akan hilang bila
tombol diputar searah jarum jam, dan akan nampak lagi
pada posisi mendekati tengah (MID). Gelombang akan
hilang lagi kalau tombol diputar kearah kebalikan jarum
jam dari posisi MID.
(7) Bila komponen signal DC yang diukur, tetapkan tombol ACGND-
DC pada posisi DC. Bila signal positip maka signal
akan bergerak naik, dan sebaliknya bila signal negatif
maka akan bergerak turun. Titik referensi tegangan “0”
diperiksa pada posisi GND. Kalau meleset dari titik NOL
maka bentuk signal dapat ditepatkan padaposisi NOL.
Kamis, 03 Maret 2011
Sejarah Perkembangan TV
Televisi adalah sebuah alat penangkap siaran bergambar. Kata televisi berasal dari kata tele dan vision; yang mempunyai arti masing-masing jauh (tele) dan tampak (vision). Jadi televisi berarti tampak atau dapat melihat dari jarak jauh. Penemuan televisi disejajarkan dengan penemuan roda, karena penemuan ini mampu mengubah peradaban dunia. Di Indonesia ‘televisi’ secara tidak formal disebut dengan TV, tivi, teve atau tipi.
Perkembangan
TV Braun HF1 Jerman tahun 1959
Dalam penemuan televisi, terdapat banyak pihak, penemu maupun inovator yang terlibat, baik perorangan maupun badan usaha. Televisi adalah karya massal yang dikembangkan dari tahun ke tahun. Awal dari televisi tentu tidak bisa dipisahkan dari penemuan dasar, hukum gelombang elektromagnetik yang ditemukan oleh Joseph Henry dan Michael Faraday (1831) yang merupakan awal dari era komunikasi elektronik.
1876 – George Carey menciptakan selenium camera yang digambarkan dapat membuat seseorang melihat gelombang listrik. Belakangan, Eugen Goldstein menyebut tembakan gelombang sinar dalam tabung hampa itu dinamakan sebagai sinar katoda.
1884 – Paul Nipkov, Ilmuwan Jerman, berhasil mengirim gambar elektronik menggunakan kepingan logam yang disebut teleskop elektrik dengan resolusi 18 garis.
1888 – Freidrich Reinitzeer, ahli botani Austria, menemukan cairan kristal (liquid crystals), yang kelak menjadi bahan baku pembuatan LCD. Namun LCD baru dikembangkan sebagai layar 60 tahun kemudian.
1897 – Tabung Sinar Katoda (CRT) pertama diciptakan ilmuwan Jerman, Karl Ferdinand Braun. Ia membuat CRT dengan layar berpendar bila terkena sinar. Inilah yang menjadi dasar televisi layar tabung.
1900 – Istilah Televisi pertama kali dikemukakan Constatin Perskyl dari Rusia pada acara International Congress of Electricity yang pertama dalam Pameran Teknologi Dunia di Paris.
1907 – Campbell Swinton dan Boris Rosing dalam percobaan terpisah menggunakan sinar katoda untuk mengirim gambar.
1927 – Philo T Farnsworth ilmuwan asal Utah, Amerika Serikat mengembangkan televisi modern pertama saat berusia 21 tahun. Gagasannya tentang image dissector tube menjadi dasar kerja televisi.
1929 – Vladimir Zworykin dari Rusia menyempurnakan tabung katoda yang dinamakan kinescope. Temuannya mengembangkan teknologi yang dimiliki CRT.
1940 – Peter Goldmark menciptakan televisi warna dengan resolusi mencapai 343 garis.
1958 – Sebuah karya tulis ilmiah pertama tentang LCD sebagai tampilan dikemukakan Dr. Glenn Brown.
1964 – Prototipe sel tunggal display Televisi Plasma pertamakali diciptakan Donald Bitzer dan Gene Slottow. Langkah ini dilanjutkan Larry Weber.
1967 – James Fergason menemukan teknik twisted nematic, layar LCD yang lebih praktis.
1968 – Layar LCD pertama kali diperkenalkan lembaga RCA yang dipimpin George Heilmeier.
1975 – Larry Weber dari Universitas Illionis mulai merancang layar plasma berwarna.
1979 – Para Ilmuwan dari perusahaan Kodak berhasil menciptakan tampilan jenis baru organic light emitting diode (OLED). Sejak itu, mereka terus mengembangkan jenis televisi OLED. Sementara itu, Walter Spear dan Peter Le Comber membuat display warna LCD dari bahan thin film transfer yang ringan.
1981 – Stasiun televisi Jepang, NHK, mendemonstrasikan teknologi HDTV dengan resolusi mencapai 1.125 garis.
1987 – Kodak mematenkan temuan OLED sebagai peralatan display pertama kali.
1995 – Setelah puluhan tahun melakukan penelitian, akhirnya proyek layar plasma Larry Weber selesai. Ia berhasil menciptakan layar plasma yang lebih stabil dan cemerlang. Larry Weber kemudian megadakan riset dengan investasi senilai 26 juta dolar Amerika Serikat dari perusahaan Matsushita.
dekade 2000- Masing masing jenis teknologi layar semakin disempurnakan. Baik LCD, Plasma maupun CRT terus mengeluarkan produk terakhir yang lebih sempurna dari sebelumnya.
Memang benar banyak sebagian orang mengatakan kalau gambar yang dihasilkan TV LCD dan Plasma memiliki resolusi yang lebih tinggi. Tetapi kekurangannya adalah masa atau umur TV tersebut tidak dapat berumur panjang jika kita memakainya terus-menerus jika kalau dibandingkan dengan TV CRT atau yang dikenal sebagai tivi biasa yang digunakan orang pada umumnya.
Televisi Digital
Bandung menjadi kota kedua yang dapat giliran untuk pelaksanaan uji coba siaran TV digital, setelah DKI Jakarta sudah lebih dulu mendapat kehormatan untuk uji coba selama setahun lebih. Adalah hal yang wajar kalau kota Bandung terpilih menjadi kota berikutnya, mengingat Bandung merupakan kota besar yang dekat dengan Jakarta dan punya populasi penduduk yang padat. Bagi anda warga Bandung, siap-siap membeli STB (untuk televisi) atau USB DVB-T tuner (untuk komputer) bila ingin menyaksikan siaran TV digital di kota anda. Sebelum menulis tentang uji coba di Bandung, sedikit saya akan segarkan kembali ingatan anda mengenai siaran TV digital. Apa yang akan kita bahas disini adalah siaran TV terrestrial free-to-air berformat DVB yang dipancarkan pada kanal UHF. Satu kanal UHF bila memakai modulasi digital (kompresi MPEG2) memungkinkan diisi oleh banyak konten (hingga delapan konten per kanal) sehingga lebih efisien. Untuk bisa menerima siaran TV digital, sementara ini kita masih perlu peranti Set Top Box (STB) untuk men-decode atau merubah modulasi digital menjadi audio video analog yang bisa dihubungkan ke pesawat TV layaknya kita menghubungkan DVD player atau Playstation. Untuk antena sebaiknya memakai antena luar untuk sensitivitas yang lebih baik, meski jenis antenaya bebas yang penting antena UHF. Tidak ada lagi gambar berbintik, noise atau berbayang saat menonton TV digital. Hanya ada gambar bening bila sinyalnya bagus, dan blank (freeze) bila sinyal lemah.
Persiapan TV digital di Bandung agak berbeda dengan apa yang sudah dilakukan di Jakarta. Kali ini di Bandung, tidak lagi dikenal istilah konsorsium seperti dahulu. TVRI telah ditunjuk pemerintah sebagai pihak pengelola siaran yang mengurus mulai dari proses multipleksing hingga pemancaran ke daerah Bandung dan sekitarnya. Siaran TV digital di Bandung melibatkan beberapa TV swasta yang bergabung dengan TVRI hingga total ada tujuh konten dalam satu kanal. Pemancar yang digunakan cukup besar yaitu 5 kW untuk menjangkau daerah Bandung dan sekitarnya, dengan kanal 35 UHF.
Uji coba di kanal 35 UHF saat ini berisi 7 (tujuh) konten yaitu :
- TVRI nasional
- SCTV
- MNC group (RCTI/Global/TPI)
- Indosiar
- Trans Corp (Trans TV/Trans7)
- TVRI Jabar/TV edukasi
- Metro TV
Peresmian uji coba siaran TV digital di Bandung rencananya dilakukan malam ini di Sasana Budaya Ganesha, Bandung oleh Menkominfo (dan juga akan ditayangkan secara live oleh TVRI). Tagline yang digaungkan untuk acara ini adalah : “Bandung Goes Digital Euy..” Proses uji coba dilakukan selama satu tahun dan dalam kurun waktu tersebut akan dievaluasi mulai dari kualitas siaran, jangkauan siaran, respon masyarakat hingga kemungkinan kendala yang ada di lapangan. Diharapkan Bandung akan siap untuk migrasi penuh ke siaran digital saat analog-cut-off nanti pada tahun 2017.
Bila anda warga Bandung yang ingin berdiskusi seputar uji coba ini, ataupun anda ingin melaporkan hasil penerimaan siaran digital di wilayah anda, sampaikan lewat kolom komentar disini. Akan lebih baik bila dirinci lokasi anda tinggal, merk STB yang dipakai dan jenis antena UHF yang anda pasang.
Sabtu, 19 Februari 2011
Pembuatan Sel Surya Silikon
Ketika trio Bell Laboratories, Chapin, Fuller dan Pearson, menemukan sebuah fenomena p-n junction yang dapat mengubah radiasi sinar matahari menjadi tenaga listrik pertama kalinya pada tahun 1954, material yang dipergunakan berupa silikon (Si). Sayangnya fenomena yang mereka sebut sebagai ‘photocell’ kala itu masih belum menarik banyak perhatian kalangan peneliti untuk dijadikan sebuah mata kajian serius. Dugaan penulis pribadi ialah karena saat itu booming penelitian dalam bidang fisika zat padat (solid state physics) atau zat mampat (condensed matter) tengah mewabah. Ditambah lagi dengan semakin terbukanya teknologi semikonduktor dan teknologi vakum membuka industrialisasi besar-besaran produk elektronika terutama untuk kalangan rumah tangga pada era 1950-1960-an.
Minimnya perhatian pada fenomena photocell berlangsung hingga hampir 20 tahun lamanya sampai meletusnya krisis minyak bumi selama pecahnya perang Arab-Israel di awal tahun 1970-an akibat embargo minyak oleh negara Arab terhadap dunia Barat.
Tersentaknya dunia atas krisis minyak tersebut berimbas pada kebijakan mencari sumber-sumber energi baru selain bersandar pada minyak bumi/energi fosil di mana ‘photocell’ menjadi salah satu sumber energi baru yang dilirik. Nama photocell yang kemudian berubah menjadi solar cell/sel surya dengan sangat cepat menjadi salah satu topik utama penelitian di bidang energi baru dan terbaharukan. Hal ini sangat jelas beralasan pada kemampuannya mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik secara langsung dan mudah serta sangat menjanjikan. Yang sama pentingnya ialah, munculnya topik penelitian di bidang ini telah berhasil menyadarkan masyarakat pada masa itu bahwa energi matahari memiliki potensi yang selama ini belum teroptimalkan dalam memenuhi kebutuhan energi dunia.
Sel surya dengan berbahan baku silikon hingga saat ini masih merupakan jenis sel surya yang paling banyak diteliti, dikembangkan serta dipasarkan. Selain dilatarbelakangi oleh penemuan pertama sel surya, mapannya pengetahuan akan silikon, terbuktinya kehandalan silikon dalam aplikasi sel surya, dan jumlah cadangan silikon di perut bumi berupa pasir silica yang berlimpah menjadi beberapa bahan pertimbangan utama. Belum ditambah oleh dukungan infrastruktur industri semikonduktor yang memang mengambil material silikon sebagai bahan dasar utama produk elektronika yakni microchip atau microprocessor.
Mantapnya silikon sebagai sel surya yang paling banyak diproduksi patut berterima kasih pada dukungan industri semikonduktor tersebut. Pada masa-masa awal industrialisasi sel surya, silikon sebagai bahan dasar sel surya merupakan bahan buangan dari industri semikonduktor. Silikon yang tidak terpakai pada industri semikonduktor dikarenakan, misal, kadar kemurnian silikon yang rendah, dipakai pada industri sel surya yang memang tidak terlalu membutuhkan material silikon dengan kemurnian yang sangat tinggi. Baru pada beberapa tahun belakangan inilah beberapa pabrik pemurnian silikon mulai memproduksi bahan material silikon khusus untuk aplikasi sel surya dengan berkaca pada pesatnya produksi sel surya silikon di dunia saat itu, maupun proyeksi pemasaran sel surya di masa depan. Saat ini, sel surya jenis silikon menempati pangsa pasar sekitar 82-85% pasar sel surya dunia.
Sebagaimana disinggung di atas, sel surya pertama memanfaatkan p-n junction silikon, yang menjadi cara kerja fundamental sel surya jenis apapun. Silikon jenis p (p-type) disambung dengan silikon jenis n (n-type) menghasilkan sambunagn p-n. p-type ini maksudnya silikon dengan kelebian muatan positif (surplus hole) dan n-type merupakan material silikon berkelebihan muatan negatif (surplus elektron). Adanya sambungan p-n ini memungkinkan kedua muatan positif (hole) maupun negatif (elektron) dapat berpindah dan mengalir ke arah yang berlawanan. Jika kedua ujung sambungan p-n ini dihubungkan dengan sebuah rangkaian listrik, maka elektron dan hole dapat mengalir ke rangkaian. Sinar mataharilah (photon) yang menggerakkan elektron dan hole tersebut menuju rangkaian tadi. (Mekanisme sel surya ini disederhanakan demikian saja, mekanisme sel surya yang lebih detail ditulis pada artikel Melihat prinsip kerja sel surya lebih dekat (Bagian Pertama). Gambar dibawah ini merupakan struktur komponen dasar sel surya pada umumnya. Penulis mendapatkannya pada link berikut.
Proses pembuatan sel surya silikon ini terbilang paling sederhana diantara semua jenis sel surya. Meski merupakan sebuah proses dalam dunia semikonduktor yang identik dengan proses high-tech, namun jika mencermati proses pembuatan sel surya secara lebih detil, kesan tersebut berangsur-angsur hilang. Penulis kebetulan pernah mengunjungi sebuah pabrik –tepatnya sebuah industri kecil-menengah- yang memproduksi sel surya di sebuah kota industri di Korea Selatan; dari pembuatan silikon n type hingga enkapsulasi sel surya yang siap dijual. Tidak terlampau rumit mengerjakannya, meski perlu disadari bahwa industri ini membutuhkan investasi yang tidak kecil.
Tahapan umum pembuatan sel surya silikon :
1. Pemesanan dan spesifikasi silikon wafer yang dibutuhkan.Pembuatan sel surya silikon ini bermula dari pemesanan silikon khusus untuk aplikasi sel surya yang dikenal sebagai “Cz-Si wafers (Czochralski Silicon wafers) di mana Cz merupakan proses utama pembuatan silikon wafer dari bijih silikon. Yang disebut dengan khusus ialah silikon wafer ini telah dimodifikasi menjadi silikon p-type dari pabrikan. Silikon wafer untuk sel surya ini berbentuk bujur sangkar dengan sudut yang diratakan, sebagaimana ditunjukkan pada di bawah. Dimensi silikon wafer ini ialah 10-15 cm dengan ketebalan antara 200-350 micron (0.2-0.35 mm).
Silikon wafer yang dipesan ini memiliki tipikal permukaan yang sangat kasar akibat pemotongan atau pengerjaan selama di pabrik pembuatan wafer. Untuk itu, permukaan silikon di etch (dikikis) dengan menggunakan larutan asam atau basa. Cukup dengan merendam silikon wafer ke dalam larutan tersebut, maka permukaan silikon wafer kira-kira sedalam 10 mikron akan terkikis secara merata.
Agar silikon wafer yang dipergunakan dapat secara optimal menyerap sinar matahari, pada umumnya permukaan silikon diberi perlakuan khusus berupa teksturisasi dengan menggunakan larutan basa NaOH atau KOH dengan konsentrasi, temperatur maupun lama perlakuan tertentu. Dengan mencelupkan wafer ke dalam laruan tersebut, permukaan silikon menjadi kasar dengan tekstur menyerupai piramida. Tekstur wafer seperti piramida ini dapat mengurangi pemantulan sinar matahri yang dating serta meningkatkan penyerapan sinar matahari oleh permukaan wafer.
Fosfor dikenal luas sebagai elemen tambahan (dopant) untuk membuat semikonduktor silikon berjenis n atau silikon n-type. Setelah proses teksturisasi, silikon wafer ini dimasukkan ke dalam dapur pemanas bertemperatur tinggi yang dilengkapi dengan larutan POCl3 sebagai sumber fosfor. Dengan meniupkan gas inert nitrogen ke dalam larutan, maka uap fosfor akan keluar dan dapat dialirkan ke dalam dapur. Suhu di dalam furnace dijaga sekitar 900-9500C sehingga uap fosfor tersebut dapat berdifusi masuk ke dalam silikon melalui sisi sisi permukaannya. Proses difusi biasanya dihentikan setelah 10-15 menit hinga terbentuknya lapisan silikon n-type di permukaan silikon dengan ketebalan lapisan sekitar 10-20 micron. Lapisan n-type ini berfungsi sebagai pelengkap sambungan p-n pada struktur sel surya dan lapisan konduktif yang mengalirkan elektron ke rangkaian listrik.
Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4, lapisan silikon n-type terdapat pula di bagian sisi wafer yang bila ini terjadi maka ia dapat menghubungkan dua permukaan wafer. Untuk itu lapisan silikon n-type di sisi wafer perlu dihilangkan dengan memotong lapisan tersebut atau yang lebih presisi ialah dengan menggunakan plasma yang mengikis habis lapisan silikon n-type ini.
Selain teksturisasi untuk memaksimumkan penyerapan sinar matahari, maka penggunaan lapisan anti-refleksi (anti-reflection coating/ARC) di atas lapisan silikon n-type. Lapisan ARC ini merupakan lapisan transparan/tembus cahaya yang dapat meneruskan sinar matahari yang jatuh di permukaan wafer namun tidak memantulkannya. Indeks refraksi lapisan ARC yang besar ini-lah yang menyebabkan ia tidak memantulkan sinar matahari. Material untuk ARC ini biasanya ialah TiO2 /titanium dioksida atau Magnesium Fluorida (MgF2). Teknik pembuatannya dapat memanfaatkan teknik penguapan kimia (chemical vapor deposition/CVD) yang mereaksikan uap senyawaan titanium atau magnesium organik yang dicampur dengan uap air pada suhu yang relatif rendah yakni 2000C.
Agar dapat dihubungkan dengan kabel, silikon diberi lapisan metal yang konduktif sehingga dapat mengalirkan elektron/hole dari sel surya. Logam yang cocok untuk bertuas sebagai konduktor ini ialah Ag (perak). Ia memiliki sifat konduktifitas yang tinggi, memiliki daya rekat ke silikon wafer yang sangat baik serta berdaya tahan tinggi. Perak yang dipasang di silikon wafer sangat tipis dan pemasangannya menggunakan metode screen printing. Pasta larutan perak dioleskan di atas sebuah pola dengan bagian bagin tertentu yang memungkinkan pasta larutan perak mengisi permukaan wafer. Setelah selesai dioleskan di atas wafer, dengan pemanasan dan pengeringan 100-2000C, pasta akan mengering. Proses metalisasi ini dikerjakan pula di bagian belakang silikon wafer.
Pemanasan pada suhu yang tinggi diperlukan untuk memantapkan lapisan metal konduktif karena masih terdapatnya residu/bahan bahan sisa organik selama pengeringan pada suhu rendah. Pada pemasan yang lebih tinggi, perak sebagai komponen konduktif menjadi semakin padat dan mampu mempenetrasi lapisan ARC dan akhirnya menyentuh lapisan silikon n-type tanpa merusak lapisan ARC sendiri. HIngga tahap ini, komponen sel surya sudah secara utuh terbuat.
Ini ialah tahap akhir dari pembuatan sel surya yakni menguji sel dan memeriksa efisiensi sel maupun akititas quality control lainnya.
10. Enkapsulasi dan pembuatan modul sel.
Sebagaimana disebutkan di awal, sel surya hanya berukuran 10×10 atau 15×15 cm. Agar sel dapat dipergunakan, dan menghasilkan daya yang bias dipasarkan, sel dirangkai menjadi sebuah modul yang lebih besar dan tersusun atas 20-30 sel. Dalam tahap ini, proses enkapsulasi modul dengan kaca/plastik dan pemasangan frame aluminum dikerjakan hingga siap untuk dipakai (lihat gambar modul surya di bawah). Tanpa enkapsulasi yang berfungsi pula sebagai pelindung sel surya terhadap lingkungan luar, sel atau modul tidak dapat dimanfaatkan secara optimal.
Cara Membuat Sel Surya (solar Cell)
Bahan yang dibutuhkan
Semoga bahan kimianya ada di Toko2 Kimia di Indo
1. Satu lembar kaca bening yang tidak konduktif ( 5 x 5 CM)
2. Satu lembar kaca bening yang konduktif (5 x 5 CM)
3. Titanium Dioxide (TIO?);
4. Dilute Nitric Acid;
5. Redox Electrolit.
6. Cairan buah cerry (bisa ganti buah apa aja yg berwarna cairannya)
7. Isolasi Plastik/Kertas
8. Mangkuk dan pengaduk porselin.
9. Tabung kaca dan pengaduk
10. Batang kaca untuk perata.
Cara membuatnya:
1. Pada kaca bening non konduktif sisi-sisinya ditutup dengan isolasi. Hingga yang terlihat bagian tengahnya saja. Kira-kira bagian terihat (3×3 CM dari 5 x5CM);
2. Masukkan bubuk Titanium Dioxide dan campurkan dengan Dilute Nitric Acid hingga bercampur baik dan agak kental.
3. Lalu letakkan pada bagian kaca yang tidak berisolasi dan ratakan dengan batang kaca. Lalu tunggu 10 menit hingga mengering;
4. Lepaslah bagian isolasinyanya;
5. Setelah mengering, teteskan cairan cerry hingga warna buah cerry memberikan warna pada bagian yang mongering tadi.
6. Siramlah dengan air lalu bilas dengan alkhohol;
7. Lalu laplah dengan tisu kering;
8. Kemudian tempelkan kaca bening konduktif.
9. Selanjutnya teteskan cairan redox electrolit.
10. Teslah arus listrik dengan menjepitkan penjepit buaya yang negative kebagian kaca induktif dan positifnya ke kaca yang diberi cairan redox electrolit.
11. Perhatikan, apakah pada AVO meter terdapat arus bila solarcell yang kita buat terkena sinar?. Jika “Ya” percobaan Anda berhasil.
Semoga bahan kimianya ada di Toko2 Kimia di Indo
1. Satu lembar kaca bening yang tidak konduktif ( 5 x 5 CM)
2. Satu lembar kaca bening yang konduktif (5 x 5 CM)
3. Titanium Dioxide (TIO?);
4. Dilute Nitric Acid;
5. Redox Electrolit.
6. Cairan buah cerry (bisa ganti buah apa aja yg berwarna cairannya)
7. Isolasi Plastik/Kertas
8. Mangkuk dan pengaduk porselin.
9. Tabung kaca dan pengaduk
10. Batang kaca untuk perata.
Cara membuatnya:
1. Pada kaca bening non konduktif sisi-sisinya ditutup dengan isolasi. Hingga yang terlihat bagian tengahnya saja. Kira-kira bagian terihat (3×3 CM dari 5 x5CM);
2. Masukkan bubuk Titanium Dioxide dan campurkan dengan Dilute Nitric Acid hingga bercampur baik dan agak kental.
3. Lalu letakkan pada bagian kaca yang tidak berisolasi dan ratakan dengan batang kaca. Lalu tunggu 10 menit hingga mengering;
4. Lepaslah bagian isolasinyanya;
5. Setelah mengering, teteskan cairan cerry hingga warna buah cerry memberikan warna pada bagian yang mongering tadi.
6. Siramlah dengan air lalu bilas dengan alkhohol;
7. Lalu laplah dengan tisu kering;8. Kemudian tempelkan kaca bening konduktif.
9. Selanjutnya teteskan cairan redox electrolit.
10. Teslah arus listrik dengan menjepitkan penjepit buaya yang negative kebagian kaca induktif dan positifnya ke kaca yang diberi cairan redox electrolit.
11. Perhatikan, apakah pada AVO meter terdapat arus bila solarcell yang kita buat terkena sinar?. Jika “Ya” percobaan Anda berhasil.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya
KONSEP KERJA SISTEM PLTS
Modul sel surya Photovoltaic merubah energi surya menjadi arus listrik DC. Arus listrik DC yang dihasilkan ini akan dialirkan melalui suatu inverter (pengatur tenaga) yang merubahnya menjadi arus listrik AC, dan juga dengan otomatis akan mengatur seluruh sistem. Listrik AC akan didistribusikan melalui suatu panel distribusi indoor yang akan mengalirkan listrik sesuai yang dibutuhkan peralatan listrik. Besar dan biaya konsumsi listrik yang dipakai di rumah akan diukur oleh suatu Watt-Hour Meters.
Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi.
Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim elektron ke perabot listrik.
Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal dan akhir untuk digunakan pada perabot listrik.
Fabrikasi Photovoltaic
PLTS di Mongol 2.2.1. Pemasangan PLTS di Tempat Umum
Gb.4. Sistem PLTS di Parkir (sumber : SMUD)
3. KOMPONEN – KOMPONEN DARI PLTS3.
1. Solar ModuleDalam bagian ini akan dijelaskan secara singkat komponen utama PLTS yaitu solar module. Setelah menjelaskannya, maka dilanjutkan dengan trend kedepan teknologi yang berkaitan dengan solar module.
3.2 Apa itu solar cell?
Sebelum membahas sistim pembangkit listrik tenaga surya, pertama-tama akan dijelaskan secara singkat komponen penting dalam sistim ini yang berfungsi sebagai perubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 ~ 15 cm persegi. Komponen ini mengkonversikan energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Solar cell merupakan komponen vital yang umumnya terbuat dari bahan semikonduktor. multicrystalline silicon adalah bahan yang paling banyak dipakai dalam industri solar cell. Multicrystalline dan monocrystalline silicon menghasilkan efisiensi yang relativ lebih tinggi daripada amorphous silicon. Sedangkan amorphus silicon dipakai karena biaya yang relativ lebih rendah. Selain dari bahan nonorganik diatas dipakai pula molekul-molekul organik walaupun masih dalam tahap penelitian.Sebagai salah satu ukuran performansi solar cell adalah efisiensi. Yaitu prosentasi perubahan energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Efisiensi dari solar cell yang sekarang diproduksi sangat bervariasi. Monocrystalline silicon mempunyai efisiensi 12~15 %. Multicrystalline silicon mempunyai efisiensi 10~13 %. Amorphous silicon mempunyai efisiensi 6~9 %. Tetapi dengan penemuan metode-metode baru sekarang efisiensi dari multicrystalline silicon dapat mencapai 16.0 % sedangkan monocrystalline dapat mencapai lebih dari 17 %. Bahkan dalam satu konferensi pada September 2000, perusahaan Sanyo mengumumkan bahwa mereka akan memproduksi solar cell yang mempunyai efisiensi sebesar 20.7 %. Ini merupakan efisiensi yang terbesar yang pernah dicapai.Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu solar cell sangat kecil maka beberapa solar cell harus digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut module. Produk yang dikeluarkan oleh industri-industri solar cell adalah dalam bentuk module ini.Pada applikasinya, karena tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu module masih cukup kecil (rata-rata maksimum tenaga listrik yang dihasilkan 130 W) maka dalam pemanfaatannya beberapa module digabungkan dan terbentuklah apa yang disebut array. Sebagai contoh untuk menghasilkan listrik sebesar 3 kW dibutuhkan array seluas kira-kira 20 ~ 30 meter persegi. Secara lebih jelas lagi, dengan memakai module produksi Sharp yang bernomor seri NE-J130A yang mempunyai efisiensi 15.3% diperlukan luas 23.1m2 untuk menghasilkan listrik sebesar 3.00 kW. Besarnya kapasitas PLTS yang ingin dipasang menambah luas area pemasangan.Untuk lebih jelasnya, hirarki module dapat dilihat pada Gb. 3.1. Hirarki module (cell-module-array)
3.3 Teknologi Module
Pada bagian ini akan dijelaskan beberapa trend berhubungan dengan teknologi module.
3.3.1. Building-integrated module
Selain dari pencarian bahan-bahan baru untuk meningkatkan efisiensi module yang nantinya akan meningkatkan tenaga listrik dengan luas yang sama, maka trend sekarang adalah memberikan nilai tambah module itu dengan menjadikan module sebagai bagian dari bangunan yang menambah keindahan bangunan tersebut dan menambah kenyamanan orang-orang yang tinggal di dalamnya.Disamping akan mengurangi biaya karena tidak diperlukan lagi biaya untuk pemasangan atap. Dari segi module sebagai komponen pembangkit listrik tidak ada perubahan dalam performansi yang dituntut. Tetapi dari segi module sebagai bahan bangunan maka diperlukan syarat-syarat tambahan, seperti syarat kekuatan, daya tahan terhadap hujan, angin, petir dan gangguan luar lainnya. Selain itu bagi para arsitektur syarat keindahan arsitektur juga diperlukan. Gambar di bawah ini memperlihatkan contoh module yang dipakai juga sebagai bahan atap bangunan.
Gb. 3.2. Housing roof-integrated module (sumber : JPEA)
3.3.2. AC module
Seperti yang telah diterangkan diatas module adalah komponen yang merubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan adalah DC. Untuk dapat dimanfaatkan lebih banyak lagi biasanya listrik DC ini dirubah menjadi AC. Untuk diubah maka listrik DC dari beberapa module digabungkan dan dikonversikan menjadi AC dengan alat yang disebut power conditioner. Karena menggabungkan listrik dari beberapa module maka sistim pengkabelannnya menjadi rumit dan kapasitas yang dibutuhkan dari power conditionernya pun menjadi besar.Untuk mengatasi persoalan ini, maka sekarang dikembangkan apa yang disebut AC module. Yaitu module yang langsung menghasilkan listrik AC. Secara prinsip tidak ada perubahaan yang terjadi, tetapi secara teknologi diperlukan power conditioner berskala kecil yang dapat dipasang di belakang module.Contoh power conditioner yang sekarang banyak dipasarkan .
Gb. 3.3. Power Conditioner JH40EK
Gb. 3.3. adalah produk dari Sharp yang dapat dihubungkan dengan 8~9 lembar module. Berat dari alat ini adalah sebesar 25 kg.Dua trend diatas adalah lebih pada pemberian nilai tambah module agar pemanfaatannya lebih luas lagi. Disamping dua hal tadi untuk mendukung perkembangan agar makin memasyarakatnya Pembangkit listrik tenaga surya maka dicari metode-metode baru untuk menurunkan biaya per watt listrik yang dihasilkan.
Gb. 3.4. Contoh biaya produksi (sumber : PVTEC)
Seperti terlihat dalam Gb. 3.4. bahwa biaya material tidak megalami penurunan yang berarti walaupun jumlah produksinya makin bertambah. 3.4. Macam-macam Komponen Modul Surya3.4.1. Macam-macam ModulMacam – macam Modul ini ada beberapa, diantaranya ada yang dipasang secara Individual ataupun secara umum.
Penggunaan:
Catu daya Telekomunikasi, telemetry, system instrumentasi & signals, lampu bidan desa/camping light dll. .3.4.2. CONTROLLERController/Charge Regulator adalah alat elektronik pada system Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
Berfungsi mengatur lalu lintas listrik dari modul surya ke battery/accu (apabila battery/accu sdh penuh maka listrik dari modul surya tidak akan dimasukkan ke battery/accu dan sebaliknya), dan dari battery/accu ke beban (apabila listrik dalam battery/accu tinggal 20-30%, maka listrik ke beban otomatis dimatikan.
Dalam bagian ini akan dibahas tentang sistim kelistrikan tenaga surya. Sebelumnya akan dijelaskan beberapa istilah yang muncul disini. Pertama adalah power conditioner. Power conditioner telah dijelaskan secara sangat singkat diatas, disini akan diterangkan sedikit lebih detail.Inti dari alat ini adalah inverter. Yaitu komponen listrik yang berfungsi sebagai perubah listrik DC menjadi listrik AC. Power conditioner selain berfungsi untuk menghasilkan listrik AC yang bersih juga mengkontrol agar tegangan keluarannya berada dalam batas tegangan yang diperbolehkan. Beberapa fungsi lain power conditioner dapat disimpulkan sebagai berikut :“sebagai switch yang mengontrol dimulainya dan dihentikannya kerja sistim.”
4.4.1. Mendeteksi islandingIslanding adalah kondisi ketika terjadi pemutusan aliran listrik pada jaringan distribusi yang dimiliki oleh perusahaan listrik sedangkan PLTS tetap bekerja. Hal ini terjadi misalnya apabila timbul kerusakan pada jaringan distribusi listrik. Bila ini terjadi akan membahayakan pekerja yang akan memperbaiki kerusakan-kerusakan yang ada. Disini power conditioner berfungsi untuk mendeteksi terjadinya islanding dan dengan segera menghentikan kerja PLTS.
4.4.2. Pengontrol maksimum tenaga listrik
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh solar panel tergantung pada suhu udara dan kuatnya cahaya. Pada suatu nilai suhu dan kuatnya cahaya, hubungan antara tenaga, tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh solar panel.Disini fungsi dari power conditioner adalah bagaimana mengontrol agar tenaga listrik yang diproduksi menjadi maksimum. Hal ini disebut dengan istilah MPPT (Maximum Power Point Tracking).
5. Pembagian sistem PLTS Secara garis besar sistim kelistrikan tenaga surya dapat dibagi menjadi :
5.1.Sistim Terintegrasi
Sistim ini dapat diterangkan secara visual pada Gb.3.5. Seperti terlihat pada gambar ini, listrik yang dihasilkan oleh array dirubah menjadi listrik AC melalui power conditioner, lalu dialirkan ke AC load. AC load disini dapat berupa listrik yang diperlukan di perumahan atau kantor. Yang menjadi ciri utama dari sistim ini adalah dihubungkannya AC load ke jaringan distribusi listrik yang dimiliki oleh perusahaan listrik. Jadi apabila listrik yang dihasilkan oleh solar panel cukup banyak -melebihi yang dibutuhkan oleh AC load- maka listrik tersebut dapat dialirkan ke jaringan distribusi yang ada. Sebaliknya apabila listrik yang dihasilkan solar panel sedikit –kurang dari kebutuhan ac load- maka kekurangan itu dapat diambil dari listrik yang dihasilkan perusahaan listrik. Hal ini di banyak negara-negara industri maju secara peraturan telah memungkinkan.
Gb. 3.6 Contoh Sistim di Rumah (sumber : Sharp Co.Ltd)Keterangan :
1. adalah solar panel; 2 adalah power conditioner ;3 adalah alat pendistribusi listrik ;4 adalah alat pengukur banyaknya listrik yang dijual atau dibeli.
Keuntungan dari sistim ini adalah tidak diperlukan lagi battery. Biaya battery dapat dikurangi. Selain dari itu bagi rumah atau kantor yang memasang solar panel, mereka akan mendapatkan keuntungan dengan penjualan listrik. Persoalan yang dihadapi sekarang adalah soal teknis. Karena terhubungi dengan sistim distribusi, maka masalah keselamatan menjadi perhatian yang utama.Dan salah satu dari pemecahannya adalah membuat power conditioner yang mampu mendeteksi apabila terjadi kecelakaan dan mampu mengkontrol tegangan apabila terjadi perubahan tegangan di AC load dan beberapa soal teknis yang lain.
5.2. Sistim Independensi
Selain sistim terintegrasi yang diterangkan diatas terdapat pula sistim independensi yang merupakan sistim yang selama ini banyak dipakai. Seperti terlihat dalam gambar di bawah ini sistim independensi dapat dibagi lagi yaitu yang dihubungkan dengan DC load dan yang dihubungkan dengan AC load.
Contoh dari sistim yang dihubungkan dengan dc load adalah pembangkit listrik untuk peralatan komunikasi. Misalnya peralatan komunikasi yang dipasang di pegunungan. Sedangkan yang dihubungakan dengan AC load adalah sistim pembangkit listrik untuk pulau-pulau yang terpencil.Dalam sistim ini, battery memainkan peranan yang sangat vital. Bila ada kelebihan listrik yang dihasilkan, misalnya pada siang hari, listrik ini disimpan di battery. Dan pada malam hari listrik yang disimpan ini dialirkan ke load.
Gb. 3.8
5.3. PLTS dilihat dari Perspektif Gender
Target Konsumen PLTS: Masyarakat didaerah yang belum Dilayani Listrik PLN. Umumnya rumah terpencil, pendapatan rendah, kondisi infrastruktur minim, penerangan dengan Lampu minyak tanah.Target dari PLTS :
Di atas telah dijelaskan secara singkat pembangkit listrik tenaga surya. Yang diawali dengan penjelasan konsekomponen-kompp kerja PLTS dan komponen-komponen yang mendukung dihasilkannya tenaga listrik. Kemudian dijelaskan juga sistim kelistrikan tenaga surya. Dan terakhir target yang dapat dicapai dengan adanya PLTS. Selain dari BIPV yaitu module yang dipasang di perumahan atau bangunan-bangunan, sekarang juga telah dibahas kemungkinan pemasangan PLTS berkapasitas sangat besar di satu wilayah tertentu. Hal ini dimungkinkan misalnya pemasangan di negara-negara yang memiliki padang pasir.
Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya sederhana. Yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar. Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah lingkungan.
Badingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising. Selain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca (green house gas) yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumi kita.
Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya, rangkaian kontroler pengisian (charge controller), dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul sel surya 20 watt atau 30 watt. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari.
Rangkaian kontroler pengisian aki dalam sistem sel surya itu merupakan rangkaian elektronik yang mengatur proses pengisian akinya. Kontroler ini dapat mengatur tegangan aki dalam selang tegangan 12 volt plus minus 10 persen. Bila tegangan turun sampai 10,8 volt, maka kontroler akan mengisi aki dengan panel surya sebagai sumber dayanya. Tentu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung pada saat ada cahaya matahari. Jika penurunan tegangan itu terjadi pada malam hari, maka kontroler akan memutus pemasokan energi listrik. Setelah proses pengisian itu berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan naik. Bila tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu.
Rangkaian kontroler pengisian itu sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya rangkaian kontroler ini sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler itu cukup mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan sistem sel surya itu hanya dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai. Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri.
Biasanya panel surya itu letakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya. Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem sel surya itu masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan menggunakan mikrokontroler 8031. Kontroler ini tidak sederhana, karena terdiri dari bagian perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang lengkap belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar matahari jatuh tegak lurus. Karena itu, kontroler macam ini cukup mahal.
Contoh PLTS Aplikasi Mandiri
2.1. PHOTOVOLTAICCara kerja sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya dengan menggunakan Grid-Connected panel sel surya Photovoltaic untuk perumahan : .Modul sel surya Photovoltaic merubah energi surya menjadi arus listrik DC. Arus listrik DC yang dihasilkan ini akan dialirkan melalui suatu inverter (pengatur tenaga) yang merubahnya menjadi arus listrik AC, dan juga dengan otomatis akan mengatur seluruh sistem. Listrik AC akan didistribusikan melalui suatu panel distribusi indoor yang akan mengalirkan listrik sesuai yang dibutuhkan peralatan listrik. Besar dan biaya konsumsi listrik yang dipakai di rumah akan diukur oleh suatu Watt-Hour Meters.
Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi.
Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat modul sel surya yaitu sebesar 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya pembangunan PLTS. Untuk itulah, modul pembuatan sel surya di Indonesia tahap pertama adalah membuat bingkai (frame), kemudian membuat laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka pembuatan sel dilakukan di dalam negeri. Hal ini karena teknologi pembuatan sel surya dengan bahan silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah dikuasai. Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi untuk elektrifikasi untuk pedesaan.
Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan kebutuhannya.
Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semi-konduktor P-type dan N-type (terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim elektron ke perabot listrik.
Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal dan akhir untuk digunakan pada perabot listrik.
Fabrikasi Photovoltaic 2.2. Pemasangan PLTS
Gb.1. PLTS di Rancho Seco
PV adalah singkatan dari Photo Voltaic PLTS di Hedge Substation
PLTS di Mongol 2.2.1. Pemasangan PLTS di Tempat Umum
Selain di tempat-tempat yang pemasangannya terpusat seperti di dua tempat diatas ada ada juga sistem PLTS yang dipasang di tempat-tempat umum seperti gambar dibawah ini. Selain itu ada juga pemasangan di parkir bandara dan lain sebagainya.
Gb.3. Sistem PLTS di parkir umum
3. KOMPONEN – KOMPONEN DARI PLTS3.
1. Solar ModuleDalam bagian ini akan dijelaskan secara singkat komponen utama PLTS yaitu solar module. Setelah menjelaskannya, maka dilanjutkan dengan trend kedepan teknologi yang berkaitan dengan solar module.
3.2 Apa itu solar cell?
Sebelum membahas sistim pembangkit listrik tenaga surya, pertama-tama akan dijelaskan secara singkat komponen penting dalam sistim ini yang berfungsi sebagai perubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Listrik tenaga matahari dibangkitkan oleh komponen yang disebut solar cell yang besarnya sekitar 10 ~ 15 cm persegi. Komponen ini mengkonversikan energi dari cahaya matahari menjadi energi listrik. Solar cell merupakan komponen vital yang umumnya terbuat dari bahan semikonduktor. multicrystalline silicon adalah bahan yang paling banyak dipakai dalam industri solar cell. Multicrystalline dan monocrystalline silicon menghasilkan efisiensi yang relativ lebih tinggi daripada amorphous silicon. Sedangkan amorphus silicon dipakai karena biaya yang relativ lebih rendah. Selain dari bahan nonorganik diatas dipakai pula molekul-molekul organik walaupun masih dalam tahap penelitian.Sebagai salah satu ukuran performansi solar cell adalah efisiensi. Yaitu prosentasi perubahan energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Efisiensi dari solar cell yang sekarang diproduksi sangat bervariasi. Monocrystalline silicon mempunyai efisiensi 12~15 %. Multicrystalline silicon mempunyai efisiensi 10~13 %. Amorphous silicon mempunyai efisiensi 6~9 %. Tetapi dengan penemuan metode-metode baru sekarang efisiensi dari multicrystalline silicon dapat mencapai 16.0 % sedangkan monocrystalline dapat mencapai lebih dari 17 %. Bahkan dalam satu konferensi pada September 2000, perusahaan Sanyo mengumumkan bahwa mereka akan memproduksi solar cell yang mempunyai efisiensi sebesar 20.7 %. Ini merupakan efisiensi yang terbesar yang pernah dicapai.Tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu solar cell sangat kecil maka beberapa solar cell harus digabungkan sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut module. Produk yang dikeluarkan oleh industri-industri solar cell adalah dalam bentuk module ini.Pada applikasinya, karena tenaga listrik yang dihasilkan oleh satu module masih cukup kecil (rata-rata maksimum tenaga listrik yang dihasilkan 130 W) maka dalam pemanfaatannya beberapa module digabungkan dan terbentuklah apa yang disebut array. Sebagai contoh untuk menghasilkan listrik sebesar 3 kW dibutuhkan array seluas kira-kira 20 ~ 30 meter persegi. Secara lebih jelas lagi, dengan memakai module produksi Sharp yang bernomor seri NE-J130A yang mempunyai efisiensi 15.3% diperlukan luas 23.1m2 untuk menghasilkan listrik sebesar 3.00 kW. Besarnya kapasitas PLTS yang ingin dipasang menambah luas area pemasangan.Untuk lebih jelasnya, hirarki module dapat dilihat pada Gb. 3.1. Hirarki module (cell-module-array)
Pada bagian ini akan dijelaskan beberapa trend berhubungan dengan teknologi module.
3.3.1. Building-integrated module
Selain dari pencarian bahan-bahan baru untuk meningkatkan efisiensi module yang nantinya akan meningkatkan tenaga listrik dengan luas yang sama, maka trend sekarang adalah memberikan nilai tambah module itu dengan menjadikan module sebagai bagian dari bangunan yang menambah keindahan bangunan tersebut dan menambah kenyamanan orang-orang yang tinggal di dalamnya.Disamping akan mengurangi biaya karena tidak diperlukan lagi biaya untuk pemasangan atap. Dari segi module sebagai komponen pembangkit listrik tidak ada perubahan dalam performansi yang dituntut. Tetapi dari segi module sebagai bahan bangunan maka diperlukan syarat-syarat tambahan, seperti syarat kekuatan, daya tahan terhadap hujan, angin, petir dan gangguan luar lainnya. Selain itu bagi para arsitektur syarat keindahan arsitektur juga diperlukan. Gambar di bawah ini memperlihatkan contoh module yang dipakai juga sebagai bahan atap bangunan.
Gb. 3.2. Housing roof-integrated module (sumber : JPEA) 3.3.2. AC module
Seperti yang telah diterangkan diatas module adalah komponen yang merubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan adalah DC. Untuk dapat dimanfaatkan lebih banyak lagi biasanya listrik DC ini dirubah menjadi AC. Untuk diubah maka listrik DC dari beberapa module digabungkan dan dikonversikan menjadi AC dengan alat yang disebut power conditioner. Karena menggabungkan listrik dari beberapa module maka sistim pengkabelannnya menjadi rumit dan kapasitas yang dibutuhkan dari power conditionernya pun menjadi besar.Untuk mengatasi persoalan ini, maka sekarang dikembangkan apa yang disebut AC module. Yaitu module yang langsung menghasilkan listrik AC. Secara prinsip tidak ada perubahaan yang terjadi, tetapi secara teknologi diperlukan power conditioner berskala kecil yang dapat dipasang di belakang module.Contoh power conditioner yang sekarang banyak dipasarkan .
Gb. 3.3. Power Conditioner JH40EK Gb. 3.3. adalah produk dari Sharp yang dapat dihubungkan dengan 8~9 lembar module. Berat dari alat ini adalah sebesar 25 kg.Dua trend diatas adalah lebih pada pemberian nilai tambah module agar pemanfaatannya lebih luas lagi. Disamping dua hal tadi untuk mendukung perkembangan agar makin memasyarakatnya Pembangkit listrik tenaga surya maka dicari metode-metode baru untuk menurunkan biaya per watt listrik yang dihasilkan.
Gb. 3.4. Contoh biaya produksi (sumber : PVTEC)
Seperti terlihat dalam Gb. 3.4. bahwa biaya material tidak megalami penurunan yang berarti walaupun jumlah produksinya makin bertambah. 3.4. Macam-macam Komponen Modul Surya3.4.1. Macam-macam ModulMacam – macam Modul ini ada beberapa, diantaranya ada yang dipasang secara Individual ataupun secara umum.
Dipasang secara individual (Desentralisasi= Satu rumah satu paket pembangkit). Karenanya cocok untuk program listrik rumah pedesaan (terpencil), dimana rumah satu dengan lainnya berjauhan (akan sangat mahal jika listrik disalurkan melalui jaringan kabel).
| Ekonomis: 2 modul 5 lampu | Sedikit Pemeliharaan: 1 modul 3 lampu | Sedikit Pemeliharaan: 2 modul 5 lampu |
Manfaat:
- Tidak memerlukan bahan bakar minyak (BBM), hanya menggunakan sinar matahari yang gratis, sehingga dapat dimanfaatkan didaerah terpencil.
- Dipasang secara individual (satu rumah satu system) sehingga jika rumah berjauhan sekalipun tidak memerlukan jaringan kabel distribusi, dan gangguan pada satu system tidak mengganggu system lainnya.
Berikut salah satu jenis modul yang sudah ada dipasaran - Tidak memerlukan bahan bakar minyak (BBM), hanya menggunakan sinar matahari yang gratis, sehingga dapat dimanfaatkan didaerah terpencil.
- Dipasang secara individual (satu rumah satu system) sehingga jika rumah berjauhan sekalipun tidak memerlukan jaringan kabel distribusi, dan gangguan pada satu system tidak mengganggu system lainnya.
Penggunaan:Catu daya Telekomunikasi, telemetry, system instrumentasi & signals, lampu bidan desa/camping light dll. .3.4.2. CONTROLLERController/Charge Regulator adalah alat elektronik pada system Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).
Berfungsi mengatur lalu lintas listrik dari modul surya ke battery/accu (apabila battery/accu sdh penuh maka listrik dari modul surya tidak akan dimasukkan ke battery/accu dan sebaliknya), dan dari battery/accu ke beban (apabila listrik dalam battery/accu tinggal 20-30%, maka listrik ke beban otomatis dimatikan.
Versi standard umumnya dilengkapi dengan fungsi-fungsi untuk melindungi battery/accu
dengan proteksi-proteksi berikut: .
a. LVD, Low voltage disconnect, apabila tegangan dalam battery rendah, ~11.2 V, maka untuk sementara beban tidak dapat dinyalakan. Apabila tegangan battery sudah melewati 12V, setelah di charge oleh modul surya, maka beban akan otomatis dapat dinyalakan lagi (reconnect). .
b. HVD, High Voltage disconnect, memutus listrik dari modul surya jika battery/accu sudah penuh. Listrik dari modul surya akan dimasukkan kembali ke battery jika voltage battery kembali turun. .
c. Short circuit protection, menggunakan electronic fuse(sikring) sehingga tidak memerlukan fuse pengganti. Berfungsi untuk melindungi system PLTS apabila terjadi arus hubung singkat baik di modul surya maupun pada beban. Apabila terjadi short circuit maka jalur ke beban akan dimatikan sementara, dalam beberapa detik akan otomatis menyambung kembali.
d. Reverse Polarity, melindungi dari kesalahan pemasangan kutub (+) atau (-).
e. Reverse Current, melindungi agar listrik dari battery/accu tidak mengalir ke modul surya pada malam hari. .
f. PV Voltage Spike, melindungi tegangan tinggi dari modul pada saat battery tidak disambungkan ke controller. .
g. Lightning Protection, melindungi terhadap sambaran petir (s/d 20,000 volt).
4. SISTIM KELISTRIKAN PLTSb. HVD, High Voltage disconnect, memutus listrik dari modul surya jika battery/accu sudah penuh. Listrik dari modul surya akan dimasukkan kembali ke battery jika voltage battery kembali turun. .
c. Short circuit protection, menggunakan electronic fuse(sikring) sehingga tidak memerlukan fuse pengganti. Berfungsi untuk melindungi system PLTS apabila terjadi arus hubung singkat baik di modul surya maupun pada beban. Apabila terjadi short circuit maka jalur ke beban akan dimatikan sementara, dalam beberapa detik akan otomatis menyambung kembali.
d. Reverse Polarity, melindungi dari kesalahan pemasangan kutub (+) atau (-).
e. Reverse Current, melindungi agar listrik dari battery/accu tidak mengalir ke modul surya pada malam hari. .
f. PV Voltage Spike, melindungi tegangan tinggi dari modul pada saat battery tidak disambungkan ke controller. .
g. Lightning Protection, melindungi terhadap sambaran petir (s/d 20,000 volt).
Dalam bagian ini akan dibahas tentang sistim kelistrikan tenaga surya. Sebelumnya akan dijelaskan beberapa istilah yang muncul disini. Pertama adalah power conditioner. Power conditioner telah dijelaskan secara sangat singkat diatas, disini akan diterangkan sedikit lebih detail.Inti dari alat ini adalah inverter. Yaitu komponen listrik yang berfungsi sebagai perubah listrik DC menjadi listrik AC. Power conditioner selain berfungsi untuk menghasilkan listrik AC yang bersih juga mengkontrol agar tegangan keluarannya berada dalam batas tegangan yang diperbolehkan. Beberapa fungsi lain power conditioner dapat disimpulkan sebagai berikut :“sebagai switch yang mengontrol dimulainya dan dihentikannya kerja sistim.”
4.4.1. Mendeteksi islandingIslanding adalah kondisi ketika terjadi pemutusan aliran listrik pada jaringan distribusi yang dimiliki oleh perusahaan listrik sedangkan PLTS tetap bekerja. Hal ini terjadi misalnya apabila timbul kerusakan pada jaringan distribusi listrik. Bila ini terjadi akan membahayakan pekerja yang akan memperbaiki kerusakan-kerusakan yang ada. Disini power conditioner berfungsi untuk mendeteksi terjadinya islanding dan dengan segera menghentikan kerja PLTS.
4.4.2. Pengontrol maksimum tenaga listrik
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh solar panel tergantung pada suhu udara dan kuatnya cahaya. Pada suatu nilai suhu dan kuatnya cahaya, hubungan antara tenaga, tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh solar panel.Disini fungsi dari power conditioner adalah bagaimana mengontrol agar tenaga listrik yang diproduksi menjadi maksimum. Hal ini disebut dengan istilah MPPT (Maximum Power Point Tracking).
5. Pembagian sistem PLTS Secara garis besar sistim kelistrikan tenaga surya dapat dibagi menjadi :
5.1.Sistim Terintegrasi
Sistim ini dapat diterangkan secara visual pada Gb.3.5. Seperti terlihat pada gambar ini, listrik yang dihasilkan oleh array dirubah menjadi listrik AC melalui power conditioner, lalu dialirkan ke AC load. AC load disini dapat berupa listrik yang diperlukan di perumahan atau kantor. Yang menjadi ciri utama dari sistim ini adalah dihubungkannya AC load ke jaringan distribusi listrik yang dimiliki oleh perusahaan listrik. Jadi apabila listrik yang dihasilkan oleh solar panel cukup banyak -melebihi yang dibutuhkan oleh AC load- maka listrik tersebut dapat dialirkan ke jaringan distribusi yang ada. Sebaliknya apabila listrik yang dihasilkan solar panel sedikit –kurang dari kebutuhan ac load- maka kekurangan itu dapat diambil dari listrik yang dihasilkan perusahaan listrik. Hal ini di banyak negara-negara industri maju secara peraturan telah memungkinkan.
Gb. 3.6 Contoh Sistim di Rumah (sumber : Sharp Co.Ltd)Keterangan :
1. adalah solar panel; 2 adalah power conditioner ;3 adalah alat pendistribusi listrik ;4 adalah alat pengukur banyaknya listrik yang dijual atau dibeli.
Keuntungan dari sistim ini adalah tidak diperlukan lagi battery. Biaya battery dapat dikurangi. Selain dari itu bagi rumah atau kantor yang memasang solar panel, mereka akan mendapatkan keuntungan dengan penjualan listrik. Persoalan yang dihadapi sekarang adalah soal teknis. Karena terhubungi dengan sistim distribusi, maka masalah keselamatan menjadi perhatian yang utama.Dan salah satu dari pemecahannya adalah membuat power conditioner yang mampu mendeteksi apabila terjadi kecelakaan dan mampu mengkontrol tegangan apabila terjadi perubahan tegangan di AC load dan beberapa soal teknis yang lain.
5.2. Sistim Independensi
Selain sistim terintegrasi yang diterangkan diatas terdapat pula sistim independensi yang merupakan sistim yang selama ini banyak dipakai. Seperti terlihat dalam gambar di bawah ini sistim independensi dapat dibagi lagi yaitu yang dihubungkan dengan DC load dan yang dihubungkan dengan AC load.
Contoh dari sistim yang dihubungkan dengan dc load adalah pembangkit listrik untuk peralatan komunikasi. Misalnya peralatan komunikasi yang dipasang di pegunungan. Sedangkan yang dihubungakan dengan AC load adalah sistim pembangkit listrik untuk pulau-pulau yang terpencil.Dalam sistim ini, battery memainkan peranan yang sangat vital. Bila ada kelebihan listrik yang dihasilkan, misalnya pada siang hari, listrik ini disimpan di battery. Dan pada malam hari listrik yang disimpan ini dialirkan ke load.
Sistim seperti ini banyak dipakai di negara-negara berkembang seperti contoh pada Gb. 3.8., Gb. 3.8 adalah sebuah contoh proyek di Mongol. Yaitu proyek pemasangan pembangkit listrik untuk keperluan rumah sakit dan lampu penerangan. Dalam gambar ini terlihat PLTS dikombinasikan dengan pembangkit listrik tenaga angin. Kapasitas terpasang PLTS adalah 3.4 kW sedangkan dari tenaga angin 1.8 kW
Gb. 3.8 5.3. PLTS dilihat dari Perspektif Gender
Target Konsumen PLTS: Masyarakat didaerah yang belum Dilayani Listrik PLN. Umumnya rumah terpencil, pendapatan rendah, kondisi infrastruktur minim, penerangan dengan Lampu minyak tanah.Target dari PLTS :
- Meningkatkan Kualitas hidup masyarakat:
- Memberikan penerangan (lampu), dg kualitas lebih baik, sehingga jam belajar dan beraktifitas lebih panjang;
- Membukakan akses pada informasi (radio, TV, internet);
- Memberikan akses pada sumber air minum dan pertanian (surya untuk pompa air);
- Menciptakan bisnis baru didesa (jadi distributor/service center yang mampu dilakukan oleh Koperasi Wanita/Nelayan/Tani/Desa), LSM;
- Menciptakan Lapangan Kerja di desa (penjualan dan service center memerlukan banyak tenaga lokal);
- Menciptakan Tenaga Teknisi di desa.
Di atas telah dijelaskan secara singkat pembangkit listrik tenaga surya. Yang diawali dengan penjelasan konsekomponen-kompp kerja PLTS dan komponen-komponen yang mendukung dihasilkannya tenaga listrik. Kemudian dijelaskan juga sistim kelistrikan tenaga surya. Dan terakhir target yang dapat dicapai dengan adanya PLTS. Selain dari BIPV yaitu module yang dipasang di perumahan atau bangunan-bangunan, sekarang juga telah dibahas kemungkinan pemasangan PLTS berkapasitas sangat besar di satu wilayah tertentu. Hal ini dimungkinkan misalnya pemasangan di negara-negara yang memiliki padang pasir.
Selain itu yang menarik adalah beberapa hasil karya pemanfaatan tenaga listrik dari cahaya matahari di negara-negara berkembang seperti India, Mongol, negara-negara Eropa timur. Seperti hasil karya dari Mongol tentang pemasangan PLTS bersekala kecil di rumah-rumah suku-suku yang tinggal di padang rumput yang jauh dari jaringan listrik utama.
Langganan:
Postingan (Atom)