Berkarya Saja – Banyak sekali kosakata atau istilah-istilah dalam dunia teknologi fotovoltaik yang dapat membingungkan! Jika ingin mengetahui lebih lanjut, baca terus artikel ini sampai akhir ya!

Introduksyon

Dunia pembangkitan fotovoltaik sering kali diidentikkan dengan istilah-istilah asing yang membuat bingung. Ini dianggap sebagai hal yang masuk akal, karena terminologi atau istilah yang digunakan tersebut diatur oleh industri energi surya. Dan memang betul terminologi atau istilah-istilah asing yang umum digunakan adalah dalam bahasa Inggris.

Meskipun begitu, mungkin Anda tertarik dengan topik-topik seputar teknologi fotovoltaik atau ingin belajar di bidang teknik energi terbarukan, dan/atau ingin menekuni karir sebagai teknisi atau sebagai instalator pada sistem pembangkit listrik tenaga surya.

Rekomendasi: Kuliah di Bidang Teknik Energi Terbarukan

Dalam tulisan ini, Alpharizonet akan membagikan beberapa contekan mengenai istilah-istilah yang sering digunakan dalam industri tenaga surya, termasuk material sel surya, teknologi fotovoltaik, parameter pengoperasian PV, dan aplikasi listrik tenaga surya beserta definisi yang perlu dipahami. Dengan begitu, mari selami dunia fotovoltaik dan kenali istilah-istilah yang umum digunakan dalam bidang energi surya.

Istilah Utama Tenaga Surya

Energi alternatif yang bersumber dari tenaga matahari semakin populer sebagai sumber energi terbarukan saat ini. Ada dua klasifikasi tenaga surya berdasarkan cara pemanfaatan cahaya matahari, yaitu energi surya pasif dan aktif. Berikut adalah penjelasan dari setiap klasifikasi:

1. Energi surya dimanfaatkan secara pasif dengan langsung dari sinar matahari untuk berbagai keperluan tanpa memerlukan alat bantu atau perangkat elektronik. Contohnya, menjemur pakaian atau makanan, menghangatkan air, memberikan pencahayaan di waktu siang, dan sebagainya.
2. Pemanfaatan cahaya matahari secara aktif melibatkan penggunaan perangkat mekanis atau listrik untuk secara efisien mengumpulkan, menyimpan, dan mendistribusikan energi surya. Aplikasi utamanya adalah mengkonversi energi surya menjadi energi panas dan juga energi listrik. Sebagai ilustrasi, pemanas surya untuk menangkap cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi panas dan sel fotovoltaik mengubah cahaya matahari menjadi listrik secara langsung.

Baca Juga: Sejarah Singkat Bagaimana Kita Memanfaatkan Cahaya Matahari Untuk Energi Terbarukan!

Dengan demikian, tenaga surya, atau dikenal juga dengan istilah solar power, dapat definisikan sebagai proses mengkonversi energi dari radiasi matahari menjadi energi panas atau energi listrik. Pemanfaatan energi matahari secara aktif sering kali melibatkan penggunaan alat yang disebut panel surya.

Sebenarnya, istilah panel surya ini sering digunakan secara bergantian untuk merujuk pada panel yang menghasilkan air panas dan panel yang menghasilkan listrik. Dua istilah panel ini dapat diuraikan sebagai berikut:

• Panel surya yang menghasilkan air panas disebut dengan istilah panel termal surya yang mengacu pada kolektor surya atau pemanas air tenaga matahari. Panel termal surya ini menyerap sinar matahari dan mengkonversinya menjadi energi panas untuk menghasilkan air panas.
• Panel surya yang menghasilkan listrik dikenal dengan istilah modul fotovoltaik (PV). Panel PV surya ini mengeluarkan tegangan searah (DC) ketika tersinari oleh cahaya matahari.

Terminologi Panel Surya

Berikut adalah istilah yang sering kali terdengar digunakan dalam bidang energi surya beserta definisinya.

Solar Thermal Panels

Ini juga dikenal sebagai solar water heating biasa disebut solar hot water collectors, ini adalah teknologi pertama kali yang menggunakan material kaca untuk mengumpulkan energi matahari guna memanaskan cairan (biasanya air dan glikol) yang ada dalam tabung. Lalu cairan tersebut akan memanaskan air di dalam tabung air panas dan bisa menyediakan air panas untuk keperluan rumah tangga.

Solar PV Panels

Merupakan istilah yang digunakan untuk menggambarkan sekelompok sel surya yang disusun dalam satu kerangka mekanis dan dikenal sebagai modul fotovoltaik. Teknologi fotovoltaik ini sangat umum digunakan dan lazim disebut sebagai “modul fotovoltaik atau panel PV surya” oleh banyak orang ketika mereka berbicara tentang pembangkit listrik tenaga surya.
Photovoltaic Cell:
Istilah ini merupakan kombinasi dari kata photo yang artinya cahaya, voltaic yang berarti listrik dan sel yang merujuk pada elemen terkecilnya. Oleh karena itu, sel fotovoltaik mengacu pada proses konversi cahaya matahari menjadi energi listrik melalui bahan semikonduktor yang diolah menjadi elemen kecil. Ini juga sering dikenal sebagai solar cell.
Efek Fotovoltaik:
Ini dapat dijelaskan sebagai timbulnya perbedaan potensial atau tegangan, di antara dua lapisan irisan semikonduktor yang memiliki konduktivitas berlawanan atau di antara semikonduktor dan logam, di bawah pengaruh oleh aliran cahaya matahari. Efek inilah yang menjadi dasar fungsi sel surya, yaitu mengubah sinar matahari menjadi listrik.

Solar Hybrid Panels

Ini biasa disebut juga dengan photovoltaic thermal (PVT), yang merupakan gabungan panel fotovoltaik (PV) dan panel termal digunakan untuk menghasilkan listrik dan panas.

Baca Juga: Overview Perbedaan Antara Sel Fotolistrik, Modul Fotovoltaik, dan Panel Surya

Istilah Material Fotovoltaik

Di bawah ini terdapat beberapa sebutan terkait material sel surya yang digunakan dalam industri tenaga surya.

1. Mono or Single-Crystal Silicon: Merupakan bahan silikon dengan struktur kristal tunggal. Banyak sel fotovoltaik terbuat dari silikon kristal mono.
2. Polycrystalline: Adalah bahan yang digunakan untuk membuat sel fotovoltaik yang terdiri dari banyak kristal dibandingkan dengan silikon monokristalin.
3. Thin Film: Adalah sel PV surya dibuat dengan menumpuk lapisan-lapisan tipis dari semikonduktor untuk menciptakan film tipis
4. Perovskite: Merupakan kelompok bahan dengan julukan struktur kristal yang memiliki kemampuan untuk menggantikan sel PV surya yang menggunakan bahan dasar silikon.

Sebutan Jenis Teknologi Fotovoltaik

Berikut ini terdapat beberapa istilah teknologi sel surya yang digunakan dalam industri energi surya beserta pengertiannya, meliputi;

PERC Solar Cells:

Merupakan singkatan dari Passivated Emitter and Rear Cell atau disebut juga Passivated Emitter and Rear Contact adalah teknologi baru yang bertujuan untuk mencapai efisiensi konversi energi yang lebih tinggi dengan menambahkan lapisan pasivasi dielektrik di bagian belakang sel.

Bifacial Solar Modules:

Sesuai dengan namanya, modul surya ini memiliki dua sisi atau lebih tepatnya mampu menyerap cahaya dari kedua sisi modul. Bifacial solar ini sangat berbeda dan lebih efisien dibandingkan panel/modul monofacial solar standar, karena menghasilkan energi listrik dari kedua permukaan.

Shingled Solar Cells:

Merupakan teknologi sel sirap, yang menggunakan strip sel tipis yang tumpang tindih yang dirangkai secara horizontal atau vertikal di seluruh bagian sel. Sebenarnya, teknologi sel surya sirap ini berdasarkan interkoneksi perekat konduktif listrik, ECA (electrically conductive adhesive).

Double Glass Solar Panels:

Ini jenis modul surya atau panel fotovoltaik kaca ganda atau menggunakan dua lapisan kaca. Dimana bagian belakang modul atau panel surya diberi tambahan lapisan kaca dengan menggantikan lapisan laminasi foil. Untuk jenis panel surya kaca ganda ini harganya lebih mahal dan cenderung berat jika dibandingkan menggunakan lapisan foil atau lembaran buram.

Multi Busbar (MBB) Solar Cells:

Ini biasa disebut sebagai “multi ribbon and wire busbars”, merupakan cara yang efektif untuk meningkatkan daya keluaran sel fotovoltaik dengan memanfaatkan pita yang biasa disebut busbar. Bagian depan dan belakang sel surya terdapat cetakan strip tipis memanjang dengan lapisan perak itu dinamai pita atau busbar.
Strip tipis berlapis perak yang dinamai pita atau busbar tersebut digunakan untuk menghantarkan listrik. Selain itu, terdapat garis kisi metalik yang super tipis itu disebut jari kisi atau jari-jari sel. Tujuan pelapisan perak dilakukan pada sisi depan sel surya untuk meningkatkan konduktivitas arus dan pada sisi belakang untuk mengurangi oksidasi.

Split Solar Panels:

Ini juga sering dikenal dengan “Half Cut Solar Modules”. Sesuai dengan namanya adalah jenis modul fotovoltaik atau panel PV surya yang terdiri dari dua bagian yang terpisah dalam satu bingkai.
Desain ini menciptakan beberapa keunggulan yaitu; Pertama, setiap sel surya lebih kecil, arus listrik yang mengalir melalui setiap sel berkurang, sehingga resistansinya lebih rendah dan efisiensinya meningkat.
Kedua, sel yang lebih kecil juga membantu mengurangi efek bayangan atau hambatan sebagian, karena aliran arus di separuh panel tidak akan terpengaruh oleh bayangan di sebagian lainnya.

IBC (Interdigitated Back Contact) Solar Cells:

Teknologi yang khas dengan elektroda positif dan negatifnya ditempatkan pada permukaan belakang modul fotovoltaik atau panel surya. Desain pola kontak belakang interdigitasi (IBC) ini tidak menyebabkan hilangnya bayangan melainkan meningkatkan efisiensi konversi fotolistrik.

Heterojunction (HJT) Solar Cells:

Merupakan metode desain sel hibrida dengan pilihan terbaik bagi industri tenaga surya untuk meningkatkan efisiensi dan keluaran daya ke tingkat tertinggi. Jadi, teknologi heterojunction (HJT) ini sebenarnya menggabungkan dua jenis material PV yaitu silikon kristal dengan film tipis silikon amorf untuk menghasilkan sel hibrida berdaya tinggi yang melampaui kinerja teknologi andalan industri, PERC.

Terminologi Kelistrikan PV

Beberapa istilah teknis dan definisi yang berhubungan dengan karakteristik kinerja yang sering digunakan dalam pembangkitan fotovoltaik, sebagai berikut;

Parallel – Series Connection:
Istilah koneksi ini digunakan untuk menggambarkan interkoneksi modul surya PV atau baterai di mana terminal serupa dihubungkan bersama. Parallel; Meningkatkan arus pada tegangan yang sama, sedangkan Series; Meningkatkan tegangan pada arus yang sama.

Nominal Voltage:
Adalah dimana tegangan referensi digunakan untuk mendeskripsikan tegangan baterai, modul PV dan atau sistem tertentu dengan nominal tegangan baterai 12 volt atau 24 volt. Istilah tegangan nominal sama dengan tegangan pengenal.

Voltage at Maximum Power (Vmp):
Adalah jumlah tegangan dihasilkan oleh modul surya pada titik tertinggi dengan satuan Volt, dalam standard test condition.

Intensity of Current at Maximum Power (Imp):
Merupakan jumlah kuat arus yang dihasilkan oleh modul surya pada titik daya maksimumnya dengan satuan Ampere, dalam standard test condition.

Bacalah Ini Untuk: Mengetahui Arti Simbol “I” Yang Merepresentasi Kuantitas Arus Listrik!

Rated Maximum Power (Pmax):
Ini adalah jumlah daya tertinggi yang dapat dihasilkan panel fotovoltaik dengan satuan pengukuran Peak Watt (Wp) , dalam standard test condition (STC). Pmax sama dengan MPP.

Maximum Power Point (MPP):
Ini merupakan titik pada kurva kuat arus terhadap tegangan (I–V) modul surya dalam keadaan terang, dimana hasil kali arus dan tegangan adalah daya maksimum dalam satuan Peak Watt (Wp). Untuk sel silikon pada umumnya adalah tegangannya sekitar 0,45 volt.

Open Circuit Voltage (Voc):
Adalah Tegangan maksimum yang dihasilkan oleh sel fotolistrik, modul fotovoltaik, atau panel surya tanpa terhubung dengan beban. Nilai ini akan meningkat seiring dengan penurunan suhu material PV.

Short Circuit Intensity of Current (Isc):
Intensitas arus yang dihasilkan oleh sel atau modul/panel PV surya ketika terminal keluarannya mengalami hubungan pendek melalui alat penguji PV dalam standard test condition (STC) atau alat pengukur arus listrik yaitu amperemeter.

I–V Characteristics:
Merupakan plot karakteristik kuat arus dengan tegangan sel fotolistrik, modul surya, atau panel fotovoltaik. Tiga titik penting pada kurva I–V adalah open circuit voltage, short circuit intensity-current, dan peak power point.

Fill Factor (FF):
Untuk kurva I–V, rasio daya tertinggi terhadap keluaran tegangan rangkaian terbuka dan arus hubung singkat. Faktor pengisian adalah ukuran ”kuadrat” kurva “I” terhadap “V”.

Standard Test Conditions:
Ini sering disingkat dengan STC, adalah kondisi dimana modul surya biasanya diuji dengan standar industri melalui beberapa parameter, meliputi: Intensitas penyinaran, Ir= 1.000 W/m², suhu sel atau modul= 25°C -/+2°C, dan spektrum referensi matahari AM= 1.5.

Nominal Operating Cell Temperature (NOCT):
Ini biasa disebut sebagai NMOT (Nominal Module Operating Temperature), merupakan perkiraan suhu modul PV ketika beroperasi di bawah radiasi 800 W/m 2, suhu lingkungan 20°C, dan kecepatan angin 1 meter per detik. NOCT atau NMOT digunakan untuk memperkirakan suhu operasi nominal suatu modul fotovoltaik di lingkungan atau dunia nyata.

Baca Juga: Pengertian Lembar Spesifikasi Modul PV Surya Beserta Tujuan Memahami Data Teknis Panel Fotovoltaik!

Istilah Konfigurasi Sistem PV Surya

a) Photovoltaic System (PVS): Pemasangan modul fotovoltaik dan komponen lainnya yang dirancang untuk menghasilkan listrik dari sinar matahari dan memenuhi kebutuhan daya untuk beban yang ditentukan.

b) Stand-Alone Photovoltaic (SAPV) atau disebut juga stand-alone power system (SAPS): Adalah sebuah sistem fotovoltaik yang beroperasi secara independen dari jaringan utilitas atau PLN.

c) Solar Home System (SHS): Ini mengacu pada sistem fotovoltaik yang berdiri sendiri (SAPV), cocok untuk aplikasi perumahan, seperti peralatan rumah tangga, penerangan, komputer, dan pompa air. Normalnya, SHS berdaya rendah, kisaran 100 Watt.

d) Off-Grid Solar System: Dimana sistem ini terlepas atau tidak terhubung dengan jaringan utilitas (PLN) yang beroperasi secara mandiri, ini sama dengan sistem SAPV (stand-alone photovoltaic).

Baca Juga: Memahami Cara Kerja Sistem Lampu Tenaga Surya Dengan Teknologi Fotovoltaik!

e) Solar Grid Fallback: Ini termasuk dalam kategori on-grid, di mana sistem grid fallback ini terhubung dengan jaringan utilitas listrik atau PLN. Sistem ini beroperasi ketika baterai habis, secara otomatis sistem akan beralih ke jaringan utilitas (PLN). Kemudian jika panel PV surya mengisi ulang baterainya, sistem akan beralih kembali ke pembangkit fotovoltaik (PV gen).

f) On-Grid Solar System: Adalah sistem yang beroperasi secara langsung dari panel surya melewati subsistem pengkondisian daya/pembalik daya dan dihubungkan dengan jaringan utilitas (PLN) sekaligus secara bersama-sama menyuplai beban AC.

g) Grid-Tie Solar System: Ini sering disebut juga sebagai PV Grid Interactive, adalah sistem pembangkit fotovoltaik yang beroperasi secara bersama-sama dengan jaringan utilitas listrik (PLN). Hal ini berarti kelebihan atau kekurangan listrik dapat disuplai kembali ke jaringan PLN melalui “net metering”.

h) Building Integrated Photovoltaic (BIPV): Adalah modul surya atau panel fotovoltaik yang digunakan sebagai pengganti bahan bangunan tradisional, terutama pada fitur bangunan seperti atap genteng maupun asbes atau jendela atap (skylight) dan menyediakan listrik tenaga surya untuk bangunan tersebut.

i) Net Metering: Merupakan struktur yang disediakan oleh perusahaan utilitas listrik seperti PLN untuk membeli kembali kelebihan energi surya yang dihasilkan oleh pemilik rumah dengan harga eceran penuh.

j) Hybrid System: Adalah sistem fotovoltaik (PV) yang mencakup sumber pembangkit listrik lain, seperti turbin angin atau diesel.

k) Remote Area Power Supply (RAPS): Di mana sistem ini dirancang untuk memanajemen energi dengan prospek sistem penyimpanan elektrokimia untuk menyuplai listrik di daerah terpencil.

Penutup

Itu dia istilah-istilah yang sering digunakan dalam industri energi surya beserta definisinya. Semoga berbagai terminologi pembangkitan fotovoltaik diatas dapat menambah wawasan yang berguna bagi pembaca semua. Satu pertanyaan; Apakah kalian memerlukan lebih banyak “terminologi istilah” dalam dunia pembangkitan fotovoltaik seperti yang disebutkan di atas? Kalau iya, komentar di bawah ya!