Pengertian energi surya beserta contoh dan kegunaannya
Yang dimaksud dengan energi matahari adalah energi yang berasal dari Matahari dan dapat kita tangkap berkat radiasi matahari.Konsep energi matahari sering digunakan untuk merujuk pada energi listrik atau panas yang diperoleh dengan menggunakan radiasi matahari.
Sumber energi ini mewakili sumber energi utama di bumi.Karena merupakan sumber yang tidak ada habisnya, maka dianggap sebagai energi terbarukan.
Dari energi tersebut diperoleh banyak sumber energi lain, seperti:
Energi angin, yang memanfaatkan kekuatan angin.Angin dihasilkan ketika Matahari memanaskan udara dalam jumlah besar.
Bahan bakar fosil: berasal dari proses penguraian partikel organik yang sangat lama.Pengurai organik sebagian besar merupakan tumbuhan yang melakukan fotosintesis.
Energi hidrolik, yang memanfaatkan energi potensial air.Tanpa radiasi matahari, siklus air tidak akan mungkin terjadi.
Energi biomassa sekali lagi merupakan hasil fotosintesis tumbuhan.
Jenis energi terbarukan ini merupakan alternatif pengganti bahan bakar fosil yang tidak mengeluarkan gas rumah kaca seperti karbon dioksida.
Contoh Energi Matahari
Beberapa contoh energi matahari antara lain sebagai berikut:
Panel surya fotovoltaik menghasilkan listrik;fasilitas ini digunakan di rumah, tempat berlindung di gunung, dll.
Pembangkit listrik fotovoltaik: merupakan perluasan signifikan dari panel PV yang bertujuan menghasilkan listrik untuk memasok jaringan listrik.
Mobil tenaga surya menggunakan sel PV untuk mengubah radiasi matahari menjadi listrik untuk menggerakkan motor listrik.
Kompor tenaga surya: terbuat dari sistem parabola untuk memusatkan cahaya matahari ke suatu titik untuk menaikkan suhu dan dapat memasak.
Sistem pemanas: dengan energi panas matahari, cairan dapat dipanaskan yang dapat digunakan dalam rangkaian pemanas.
Pemanasan kolam renang adalah rangkaian fluida sederhana di mana air bersirkulasi melalui serangkaian pengumpul panas matahari yang terkena sinar matahari.
Kalkulator: Beberapa perangkat elektronik memiliki panel surya kecil untuk menyuplai daya ke rangkaian listrik.
Ventilasi surya adalah jenis energi matahari yang menggunakan panas matahari untuk memberi ventilasi pada suatu ruangan.Ini sering digunakan di rumah dan gedung untuk meningkatkan kualitas udara dan mengurangi biaya energi.Ventilasi surya dapat digunakan untuk memberi ventilasi pada satu ruangan atau seluruh bangunan.
Fotosintesis adalah cara alami yang digunakan tumbuhan untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia.
Jenis Energi Matahari
Ada tiga jenis teknologi energi surya:
Energi surya fotovoltaik: Panel surya PV terdiri dari bahan yang, ketika radiasi matahari menyerang, melepaskan elektron dan menghasilkan arus listrik.
Energi panas matahari: Sistem ini memanfaatkan kapasitas panas sinar matahari.Radiasi matahari diubah menjadi energi panas untuk memanaskan cairan yang dapat digunakan untuk memanaskan air panas rumah tangga.Di pembangkit listrik tenaga panas matahari, uap dihasilkan dan, selanjutnya, listrik.
Energi surya pasif merupakan sumber daya untuk memanfaatkan panas matahari tanpa menggunakan sumber daya eksternal.Misalnya, arsitek dapat mengarahkan rumah dan memutuskan di mana akan meletakkan jendela, dengan mempertimbangkan di mana radiasi matahari akan diterima.Teknik ini dikenal sebagai arsitektur bioklimatik.
Bagaimana Energi Matahari Diproduksi?
Dari sudut pandang fisik, energi matahari dihasilkan di Matahari melalui serangkaian reaksi nuklir.Ketika energi ini mencapai kita di Bumi, kita dapat memanfaatkannya dengan berbagai cara:
Panel surya dengan sel fotovoltaik.Panel fotovoltaik terbuat dari bahan yang ketika menerima cahaya, langsung terionisasi dan melepaskan elektron.Dengan cara ini, radiasi matahari diubah menjadi energi listrik.
Menggunakan kolektor surya yang dirancang untuk mengubah radiasi matahari menjadi energi panas.Tujuannya adalah untuk memanaskan cairan yang bersirkulasi di dalamnya.Dalam hal ini, kita tidak memiliki listrik, tetapi kita memiliki fluida bersuhu tinggi yang dapat digunakan dalam banyak aplikasi.
Energi surya terkonsentrasi adalah sistem yang memantulkan seluruh pencahayaan matahari ke titik fokus hingga mencapai suhu tinggi.Teknologi ini digunakan pada pembangkit termosolar untuk menghasilkan energi.
Sistem energi surya pasif menggunakan energi matahari tanpa masukan energi eksternal.Misalnya, desain arsitektur memungkinkan radiasi matahari maksimal di musim dingin dan menghindari panas berlebih di musim panas.
Jenis Panel Surya
Istilah panel surya digunakan untuk kedua metode (fotovoltaik dan termal).Bagaimanapun, desainnya sangat berbeda tergantung pada jenis teknologi surya yang akan digunakan:
Panel termal surya menggunakan sinar matahari untuk memanaskan cairan yang mentransfer panas ke cairan dan kemudian memanaskan air.Pemanas air tenaga surya digunakan di rumah-rumah untuk mendapatkan air panas.
Panel fotovoltaik memanfaatkan sifat elemen semikonduktor tertentu yang ditempatkan di sel surya.Sel surya menghasilkan energi listrik ketika terkena radiasi matahari.Berkat apa yang disebut efek fotovoltaik, paparan sinar matahari menyebabkan pergerakan elektron dalam suatu komponen (biasanya silikon), menghasilkan arus listrik yang terus menerus.
Panel surya konsentrasi juga menggunakan rangkaian cermin parabola dengan struktur linier.Tujuan dari cermin ini adalah untuk memusatkan radiasi matahari ke titik fokus untuk mencapai suhu yang cukup tinggi untuk menghasilkan uap.
Penggunaan Energi Matahari
Memanfaatkan Kekuatan Matahari: Panduan Fotovoltaik
Energi surya memiliki banyak kegunaan dan penerapan yang dapat diringkas dalam tiga poin:
DHW Air Panas Domestik
Pemanas air tenaga surya digunakan untuk memasok air panas domestik (DHW) dan pemanas ke rumah-rumah dan kompleks bangunan kecil.Pembangkit listrik tenaga surya telah dibangun, menggunakan turbin uap, mengubah panas yang tersimpan menjadi listrik.
Namun prototipe ini belum banyak digunakan karena rendahnya kinerja pembangkit listrik tersebut dibandingkan dengan tingginya biaya dan pasokan listrik yang tidak teratur.
Pembangkit Listrik
Panel fotovoltaik digunakan di tata surya terisolasi untuk memberi daya pada perangkat yang jauh dari jaringan listrik (pesawat luar angkasa, repeater telepon ketinggian, dll.).Mereka juga digunakan dalam aplikasi dengan kebutuhan energi yang rendah sehingga sambungan ke jaringan listrik tidak ekonomis (sinyal lampu, meteran parkir, dll.).
Perangkat ini harus dilengkapi dengan akumulator yang mampu mengumpulkan kelebihan listrik yang dihasilkan pada siang hari untuk memberi daya pada peralatan pada malam hari dan saat mendung, biasanya baterai tenaga surya.
Mereka juga digunakan dalam sistem besar yang terhubung dengan jaringan listrik, meskipun pasokan listrik bervariasi dalam kondisi harian dan musiman.Oleh karena itu, sulit untuk diprediksi dan tidak dapat diprogram.
Diskontinuitas ini menyulitkan pemenuhan permintaan listrik kapan saja, kecuali untuk produksi dengan margin keamanan yang besar di atas puncak permintaan tahunan.Namun, karena puncak produksi pembangkit listrik tenaga surya di musim panas, hal ini berhasil mengimbangi permintaan internal yang lebih besar akibat AC.
Apa Kelebihan dan Kekurangan Tenaga Surya?
Penggunaan energi matahari menimbulkan pro dan kontra tersendiri.
Kritik atau kelemahan utama adalah:
Biaya investasi tinggi per kilowatt yang diperoleh.
Ini menawarkan efisiensi yang sangat tinggi.
Performa yang diperoleh bergantung pada jadwal matahari, cuaca, dan kalender.Oleh karena itu, sulit untuk mengetahui berapa daya listrik yang dapat kita peroleh pada saat tertentu.Kelemahan ini hilang dengan adanya sumber energi lain, seperti energi nuklir atau fosil.
Besarnya energi yang dibutuhkan untuk membuat panel surya.Memproduksi panel fotovoltaik membutuhkan banyak energi, seringkali menggunakan sumber energi tak terbarukan seperti batu bara.
Di sisi lain, Anda harus mempertimbangkan manfaat energi matahari:
Para pendukungnya mendukung pengurangan biaya dan peningkatan efisiensi karena skala ekonomi dan peningkatan teknologi di tata surya masa depan.
Mengenai ketiadaan sumber energi tersebut pada malam hari, mereka juga mengemukakan bahwa puncak konsumsi listrik maksimum dicapai pada siang hari, yaitu pada saat produksi energi matahari maksimum.
Ini adalah sumber energi terbarukan.Dengan kata lain, ini tidak ada habisnya.
Ini adalah energi yang tidak menimbulkan polusi: tidak menghasilkan gas rumah kaca dan oleh karena itu tidak berkontribusi memperburuk masalah perubahan iklim.
Penulis: Oriol Planas – Insinyur Teknis Industri
Waktu posting: 27 Sep-2023