makalah energi surya

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang Masalah

Energi surya menjadi salah satu sumber pembangkit daya selain air, uap,angin, biogas, batu bara, dan minyak bumi.Teknik pemanfaatan energi surya mulai muncul pada tahun 1839, ditemukan oleh A.C. Becquerel. Ia menggunakan kristal silikon untuk mengkonversi radiasi matahari, namun sampai tahun 1955 metode itu belum banyak dikembangkan. Selama kurun waktu lebih dari satu abad itu, sumber energi yang banyak digunakan adalah minyak bumi dan batu bara.

Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya baru muncul lagi pada tahun 1958. Sel silikon yang dipergunakan untuk mengubah energi surya menjadi sumber daya mulai diperhitungkan sebagai metode baru, karena dapat digunakan sebagai sumber daya bagi satelit angkasa luar. pembangunan berkelanjutan, serta merupakan pendukung bagi kegiatan ekonomi nasional. Penggunaan energi di Indonesia meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Sedangkan, akses ke energi yang andal dan terjangkau merupakan pra-syarat utama untuk meningkatkan standar hidup masyarakat.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1    Energi Surya

Energi surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain.

Untuk memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat tersebut, dikembangkan berbagai energi alternatif, di antaranya energi terbarukan. Potensi energi terbarukan, seperti: biomassa, panas bumi, energi surya, energi air, energi angin dan energi samudera, sampai saat ini belum banyak dimanfaatkan, padahal potensi energi terbarukan di Indonesia sangatlah besar.Energi surya merupakan salah satu energi yang sedang giat dikembangkan saat ini oleh Pemerintah Indonesia.

surya.

2.1.1        Sumber Energi

2.1.2        Bentuk Energi

	Mesin pembangkit listrik tenaga surya

 

     E in                                                                 E out

            E. Surya                                                         E. listik

2.1.3        Energi surya

Ø   Tidak memerlukan bahan bakar.

Ø   Ini tidak dipengaruhi oleh permintaan dan pasokan bahan bakar dan karena itu tidak tunduk pada semakin harga bensin.

2.1.4        Penerapan energi surya

           Energi surya telah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa diantara aplikasi tersebut antara lain :

1. Pencahayaan bertenaga surya
2. Pemanasan bertenaga surya, untuk memanaskan air, memanaskan dan mendinginkan ruangan,
3. Desalinisasi dan desinfektisasi
4. Untuk memasak, dengan menggunakan kompor tenaga surya

           Silikon terdapat banyak di bumi. Ia merupakan unsur kedua terbanyak di kulit bumi setelah oksigen. Terdapat di alam dalam bentuk pasir silika atau yang dikenal juga degan quartz dengan rumus kimia SiO₂. Tanah dimana kita pijak pun mengandung silikon. Sebagai contoh, di Indonesia penamnangan pasir silika ini dilakukan di Kalimantan Tengah dan Jawa Tengah. Di pesisir pantai selatan Jawa juga diyakini memiliki kandungan pasir silika. Silikon yang dipakai untuk keperluan semikonduktor dan sel surya diambil dari hasil pemisahan Si dan O. Saat ini, penghasil silikon terbesar di dunia ialah Cina, Amerika, Brazil, Norwegia dan Prancis. Cadangan sumber daya silika dan ketersediaan tenaga listrik yang cukup besar menjadi alasan mengapa negara-negara di atas memimpin dalam menghasilkan silikon.

2.2    Sel Surya

Gambar 3. Skema diagram proses dan reaktor Siemens untuk memurnikan silikon. Diadaptasi dari sini.

Sampai di sini, silikon sudah memiliki kemurnian yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan sel surya.

2.1.1        Silikon untuk sel surya

Sel surya dibuat dari silikon yang berbentuk bujur sangkar pipih dengan ukuran 5 x 5 cm atau 10 x 10 cm persegi. Ketebalan silikon ini sekitar 2 mm. Lempengan bujur sangkar pipih ini disebut dengan wafer silikon untuk sel surya. Bentuk wafer silikon sel surya berbeda dengan wafer silikon untuk semikonduktor lain (chip, prosesor komputer, RAM memori) yang berbentuk bundar pipih meski memiliki ketebalan yang sama (lihat gambar bawah).

Gambar 4. Wafer silikon untuk keperluan elektronika (bundar pipih) dan sel surya (persegi berwarna biru).

Pembuatan silikon polikristal pada intinya sama dengan mengecor logam (lihat Gambar di bawah). Semiconductor grade silicon dimasukkan ke dalam sebuah tungku atau tanur bersuhu tinggi hingga melebur/meleleh. Leburan silikon ini akhirnya dimasukkan ke dalam cetakan cor dan selanjutnya dibiarkan membeku. Persis seperti pengecoran besi, aluminium, tembaga maupun logam lainnya. Silikon yang beku kemudian dipotong-potong menjadi berukuran 5 x 5 atau 10 x 10 cm persegi dengan ketebalan kira-kira 2 mm untuk digunakan sebagai sel surya. Proses pembuatan silikon polikristal dengan cara ini merupakan proses yang paling banyak dilakukan karena sangat efektif baik dari segi ekonomis maupun teknis.

         Secara umum, proses pembuatan sel surya mulai dari dari silikon dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Proses pembuatan sel surya sendiri telah diterangkan sebelumnya.

Pada dasarnya, pembuatan sel surya tidak ubahnya pembuatan microchip yang ada di dalam peralatan elektronika semisal komputer, televisi maupun alat pemutar musik digital MP3. Banyak teknologi yang dipakai oleh sel surya mengadopsi dan mengadaptasi teknologi pembuatan microchip karena teknologi microchip sudah mapan jauh sebelum booming sel surya yang baru muncul belakangan di akhir 1980-an.

Teknologi pembuatan microchip maupun sel surya sama-sama bersandar pada konsep nanoteknologi. Yakni sebuah konsep revolusioner dalam merekayasa perilaku dan fungsi sebuah sistem pada skala molekul atau skala nanometer (berdimensi ukuran se-per-milyar meter). Sistem yang dimaksud ini dapat berupa molekul-molekul, ikatan kimia, hingga atom-atom yang menyusun sebuah produk. Yang direkayasa ialah perilaku atom atau molekul-molekulnya tadi dengan jalan menyesuaikan kondisi pembuatan atau lingkungan molekul atau atom yang dimaksud.

Gambar 1. Sebuah gambaran konsep dari Nanoteknologi. Saking kecilnya produk nanoteknologi, hingga seekor semut pun dapat turut membantu mengangkat sebuah microchip

2.1.2        Kerumitan Pembuatan Sel Surya

        Kerumitan pembuatan sel surya ada pada tahap pengecekan efisiensi sel yang baru dibuat. Memeriksa apakah sel surya itu dapat berfungsi dengan baik dan dengan efisiensi yang baik membutuhkan peralatan tersendiri dan tidak sembarangan untuk sekedar dirakit. Peralatan ini mensimulasikan besarnya energi cahaya matahari dan harus dikalibrasi dengan standar tertentu. Simulasi ini harus mendekati kondisi sebenarnya penyinaran cahaya matahari. Alat yang dperlukan untuk ini ialah solar simulator yakni alat yang mensimulasikan energi cahaya matahari dan mengukur respon sel surya terhadap cahaya matahari yang akhirnya menghitung efisiensi sel surya.

Gambar 5. (Atas) Prinsip kerja sebuah Solar Simulator, (Bawah) Solar simulator yang dijual di pasaran.

Untuk meniru energi yang dipancarkan oleh matahari, Solar Simulator ini dilengkapi dengan lampu yang berisi gas Xenon yang mampu memberikan kondisi yang nyaris persis sama dengan matahari. Sel surya yang hendak diukur efisiensinya, diletakkan di bagian yang telah ditentukan. Hasil akhir dari simulasi ini ialah berapa besar efisiensi dan daya yang mampu dihasilkan oleh sebuah sel surya. Biasanya pengukuran ini dilakukan pada tahap paling akhir pembuatan sel surya.

2.3  Teknologi Energi Surya Termal

Berbagai teknologi pemanfaatan energi surya termal untuk aplikasi skala rendah (temperatur kerja lebih kecil atau hingga 60 o C) dan skala menengah (temperatur kerja antara 60 hingga 120 o C) telah dikuasai dari rancang-bangun, konstruksi hingga manufakturnya secara nasional. Secara umum, teknologi surya termal yang kini dapat dimanfaatkan termasuk dalam teknologi sederhana hingga madya. Beberapa teknologi untuk aplikasi skala rendah dapat dibuat oleh bengkel pertukangan kayu/besi biasa. Untuk aplikasi skala menengah dapat dilakukan oleh industri manufaktur nasional.

Beberapa peralatan yang telah dikuasai perancangan dan produksinya seperti sistem atau unit berikut:

Ø  Pengering pasca panen (berbagai jenis teknologi)

Ø   Pemanas air domestic;

Ø  Pemasak/oven

Ø  Pompa air (dengan Siklus Rankine dan fluida kerja Isopentane )

Ø  Penyuling air ( Solar Distilation/Still )

Ø  Pendingin (radiatif, absorpsi, evaporasi, termoelektrik, kompressip, tipe jet)

Ø  Sterilisator surya

Ø  Pembangkit listrik dengan menggunakan konsentrator dan fluida kerja dengan titik didih rendah.

Untuk skala kecil dan teknologi yang sederhana, kandungan lokal mencapai 100 %, sedangkan untuk sistem dengan skala industri (menengah) dan menggunakan teknologi tinggi (seperti pemakaian Kolektor Tabung Hampa atau Heat Pipe ), kandungan lokal minimal mencapai 50%.

2.3.1        Strategi Pengembangan Energi Surya Termal

Ø  Strategi pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai berikut: Mengarahkan pemanfaatan energi surya termal untuk kegiatan produktif, khususnya untuk kegiatan agro industry

Ø  Mendorong keterlibatan swasta dalam pengembangan teknologi surya termal.

Ø  Mendor ong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang efektif.

Ø  Mendorong keterlibatan dunia usaha untuk mengembangkan surya termal.

2.3.2        Program Pengembangan Energi Surya Termal

Program pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai berikut :

1.         Melakukan inventarisasi, identifikasi dan pemetaan potensi serta aplikasi teknologi fototermik secara berkelanjutan.

2.         Melakukan diseminasi dan alih teknologi dari pihak pengembang kepada pemakai (agro-industri, gedung komersial, dan lain-lain) dan produsen nasional (manufaktur, bengkel mekanik, dan lain-lain) melalui forum komunikasi, pendidikan dan pelatihan dan proyek-proyek percontohan.

3.         Melaksanakan standarisasi nasional komponen dan sistem teknologi fototermik.

4.         Mengkaji skema pembiayaan dalam rangka pengembangan manufaktur nasional.

5.         Meningkatkan kegiatan penelitian dan pengembangan untuk berbagai teknologi fototermik.

6.         Meningkatkan produksi lokal secara massal dan penjajagan untuk kemungkinan ekspor.

7.         Pengembangan teknologi fototermik suhu tinggi, seperti: pembangkitan listrik, mesin stirling , dan lain-lain.

BAB III

PENUTUP

3.1.       Kesimpulan

Energi surya adalah energi yang didapat dengan mengubah energi panas surya (matahari) melalui peralatan tertentu menjadi sumber daya dalam bentuk lain.

Silikon terdapat banyak di bumi. Ia merupakan unsur kedua terbanyak di kulit bumi setelah oksigen.

Kerumitan pembuatan sel surya ada pada tahap pengecekan efisiensi sel yang baru dibuat.

Berbagai teknologi pemanfaatan energi surya termal untuk aplikasi skala rendah (temperatur kerja lebih kecil atau hingga 60 o C) dan skala menengah (temperatur kerja antara 60 hingga 120 o C) telah dikuasai dari rancang-bangun, konstruksi hingga manufakturnya secara nasional.

Program pengembangan energi surya termal di Indonesia adalah sebagai berikut :

1.        Melakukan inventarisasi, identifikasi dan pemetaan potensi serta aplikasi teknologi fototermik secara berkelanjutan.

2.        Melakukan diseminasi dan alih teknologi dari pihak pengembang kepada pemakai (agro-industri, gedung komersial, dan lain-lain) dan produsen nasional (manufaktur, bengkel mekanik, dan lain-lain) melalui forum komunikasi, pendidikan dan pelatihan dan proyek-proyek percontohan.

3.        Melaksanakan standarisasi nasional komponen dan sistem teknologi fototermik.

4.        Mengkaji skema pembiayaan dalam rangka pengembangan manufaktur nasional.

5.        Meningkatkan kegiatan penelitian dan pengembangan untuk berbagai teknologi fototermik.