Sejarah Singkat Bagaimana Kita Memanfaatkan Cahaya Matahari Untuk Energi Terbarukan!
Berkarya Saja – Mari kita lihat lebih dekat sejarah fotovoltaik untuk lebih memahami evolusi panel surya!
Introduksyon
Setiap hari, matahari kita menyediakan sejumlah besar energi. Energi yang cukup dari matahari menghantam Bumi setiap jam untuk memberi daya pada planet kita selama satu tahun penuh! Sejak tahun 1800-an, para ilmuwan bertanya-tanya bagaimana kita dapat memanfaatkan pasokan energi yang sangat besar ini.
Saat ini, industri tenaga surya telah menjadi sumber utama pembangkit listrik terbarukan serta sumber pekerjaan sektor pembangkit listrik tenaga surya. Akar penggunaan energi matahari untuk listrik dimulai dengan penemuan-penemuan uji coba sel surya dan berkembang melalui metode inovasi.
Penemuan Efek Fotovoltaik Matahari
Efek fotovoltaik atau disebut juga efek fotolistrik, pada dasarnya adalah reaksi tegangan dan arus listrik di dalam sel surya yang terpapar sinar matahari. Proses sel surya ini menghasilkan pergerakan elektron ke area sel surya, yang mengubah sinar matahari menjadi listrik.
Seorang ahli/ilmuwan fisika asal Prancis bernama Edmond Becquerel yang mengkonsentrasikan studinya pada spektrum matahari, magnet, listrik, dan optik. Pada tahun 1839, saat itu ia berusia 19 tahun menemukan efek fotovoltaik. Dia terpesona dengan pendar (pancaran cahaya tanpa panas).
Bacalah Untuk: Mengetahui Terminologi Tenaga Surya! Inilah Sejumlah Istilah Fotovoltaik!
Selama penyelidikan reaksi fotokimia, ia mulai memahami penyerapan energi dalam bentuk cahaya, yang menyebabkan penemuan efek fotovoltaik (prinsip operasi sel surya). Pada akhir tahun 1860-an, dia menerbitkan temuannya, mencatat bahwa “tegangan sel meningkat ketika pelat peraknya terkena sinar matahari”.
Penemuan Fotokonduktivitas
Lalu, di tahun 1873 seorang insinyur dari Inggris, Willoughby Smith menemukan fotokonduktivitas, atau kemampuan sel surya menghantarkan listrik berdasarkan intensitas cahaya, dari selenium saat menguji kabel telegraf bawah air.
Satu dekade kemudian, Charles Fritts, seorang penemu dari belahan Amerika, membuat sel surya pertama dari selenium. Dia meletakkan lapisan selenium yang tipis dan lebar ke pelat logam dan menutupinya dengan film daun emas semitransparan untuk membuat modul fotolistrik pertama.
Alhasil, Fritts dengan karyanya membuat modul fotolistrik menghasilkan arus listrik dan dan mencatat bahwa itu adalah arus yang terus menerus meskipun ada intensitas cahaya. Pada saat itu, Fritts meramalkan;
Bahwa pelat fotolistrik suatu hari nanti dapat bersaing dengan pembangkit listrik berbahan bakar batu bara
– Charles Fritts
Pengembangan Panel Surya
Salah satu riset pengembang astronomi radio, transistor, laser, solar cell, charge-coupled device (CCD) yang berada di Amerika yaitu “Bell Telephone Laboratories” dengan pekerjanya merupakan ilmuwan atau ahli dibidang astronomi, semikonduktor dan lain-lain.
Baca Juga: Fungsi IC U2008B Untuk Kendali Fasa, Yang Wajib Anda Tahu!
Para ilmuwan di “Bell Telephone Laboratories” tersebut meninjau kembali teknologi fotovoltaik yang pada tahun 1953. Saat itu, para ilmuwan tersebut meriset menggunakan material silikon untuk memproduksi sel surya, yang selanjutnya menjanjikan teknologi tersebut untuk mendukung program penelitian yang terfokus.
Para ilmuwan mempertanyakan bagaimana cuaca berdampak pada sel surya dan ingin mencari cara untuk meningkatkan jumlah listrik yang dihasilkan. Pada tanggal 25 April 1954, ilmuwan Bell Laboratories mempresentasikan panel sel surya yang hanya mengandalkan tenaga cahaya, yang mereka gunakan untuk menjalankan kincir ria 21 inci sebagai bukti konsep.
Sel surya silikon dapat menandai awal dari era baru, yang pada akhirnya mengarah pada realisasi salah satu impian umat manusia yang paling disayangi, pemanfaatan energi matahari yang hampir tak terbatas untuk penggunaan peradaban
– The New York Times
Era Sel Surya Dimulai
Selama tahun 1960-an dan 1970-an, teknologi panel surya seringkali terlalu mahal untuk distribusi konsumen arus utama (mainstream). Meskipun demikian, seiring berkembangnya teknologi sel surya, biaya terus menurun.
Salah satu pemilik Solar Power Corp.’s yaitu Dr. Elliot Berman, saat itu ia dikreditkan karena memberikan kontribusi besar terhadap keterjangkauan panel surya di pasar arus utama (mainstream).
Dia dapat membantu membuat panel surya lebih hemat biaya menggunakan material silikon dengan kadar lebih rendah dan mengemas sel dengan bahan yang lebih hemat biaya.
Pergeseran dalam produksi panel surya ini membantu menurunkan harga panel surya, memungkinkan teknologi sel surya (solar cell) bersaing di pasar listrik grosir untuk pertama kalinya.
Teknologi panel surya terus berkembang, dan saat kita bergerak maju, energi matahari akan semakin mudah diakses dan layak sebagai sumber energi terbarukan!
– Alpharizo.net @CCS
Baca Juga: Memahami Cara Kerja Sistem Lampu Tenaga Surya Dengan Teknologi Fotovoltaik!
Panel Surya Berubah Seiring Waktu
Sejak awal, teknologi tenaga surya terus berkembang. Kemajuan dalam photovoltaic (PV) dan concentrated solar power (CSP) telah menghasilkan teknologi hibrida yang lebih efektif untuk rekayasa panel surya, dan telah membantu menurunkan biaya secara signifikan.
Pada tahun 2016, peneliti MIT memproduksi sel surya yang sangat tipis dan fleksibel dengan ketebalan hanya 1,3 mikron. Sel-sel ringan ini memiliki berat yang sama dengan gelembung sabun, memungkinkan peluang masa depan untuk digunakan dalam teknologi tertentu seperti ponsel.
Menurut MIT, “modul surya berbasis silikon konvensional menghasilkan sekitar 6,8 watt per pon, tetapi perangkat baru ini dapat menghasilkan lebih dari 2.720 watt per pon, energy solar PV 400 times as much”. Meskipun kemajuan ini masih dalam tahap awal, hal ini dapat membantu memperluas penggunaan teknologi tenaga surya.
Teknologi Baru Panel Surya
Kemajuan ilmiah yang berkelanjutan telah membuat peningkatan besar dalam teknologi panel surya, termasuk meningkatkan kapasitas untuk memanfaatkan lebih banyak energi matahari per satuan luas permukaan.
Ini adalah faktor vital dalam teknologi panel surya karena semakin banyak energi yang dapat diserap sel surya, semakin efisien panel surya tersebut dalam memanfaatkan energi matahari. Saat ini, panel surya dapat memberikan efisiensi hingga 22%.
Ada juga upaya berkelanjutan untuk membuat energi matahari lebih terjangkau dan efisien dengan teknologi baru yang disebut sel surya “perovskit”.
Apa sih perovskit itu? Perovskit adalah bahan yang memiliki struktur kristal yang sama dengan mineral kalsium titanat (titanium) oksida dalam kimia rumusnya CaTiO3. Jadi, pada akhirnya bahan kristal ini dapat menggantikan silikon di panel surya dan mengurangi biaya dengan menggunakan metode produksi yang lebih sederhana.
Konklusyon
- Efek fotovoltaik, pada dasarnya adalah reaksi tegangan dan arus listrik di dalam sel surya yang terpapar sinar matahari. Proses sel fotovoltaik ini menghasilkan pergerakan elektron ke area sel surya, yang mengubah sinar matahari menjadi listrik.
- Fotokonduktivitas atau kemampuan sel surya menghantarkan listrik berdasarkan intensitas cahaya matahari, dari lapisan selenium.
- Teknologi terbaru dalam panel surya adalah sel surya perovskite. Bahan kristal ini dapat menggantikan sel surya berbasis silikon tradisional dan mengurangi biaya dengan menggunakan metode produksi yang lebih sederhana.
Referensi:
> Ringkasan artikel bersumber pada Clearway Community Solar
