Teknologi Plasma dalam Industri Manufaktur Semikonduktor dan Divais Elektronik (Bagian II)
Prof. Dr. Ir. Setijo Bismo, DEA. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia Monday, 12 October 2015
Teknologi Panel Surya
Teknologi Panel Surya
Teknologi Panel Surya Semakin Terjangkau
Teknologi Batere: Masih MAHAL!
Teknologi Panel Surya Semakin di Rumah
Teknologi Batere: Masih MAHAL!
Panel Surya:
Berbagai Penelitian yang Utama #1
Panel Surya:
Berbagai Penelitian yang Utama #2
Teknologi Panel Surya – Kristalin Silikon (#1) [ Aplikasi di Rumah Tangga ]
Pemasangan panel-panel surya “Silikon Monokristalin” di atap rumah tinggal
Teknologi Panel Surya – Kristalin Silikon (#2) [ Keuntungan Penggunaan Panel Surya “Monocrystalline” ]
¨ Memiliki efisiensi tertinggi karena terbuat dari bahan silikon kualitas tertinggi. Eisiensi panel surya ini rata-rata berkisar antara 15 – 20%. Sunpower menghasilkan efisiensi panel surya tertinggi di pasar AS dewasa ini. Seri E20 mereka memberikan efisiensi konversi panel mencapai 20,1%, bahkan produk terbaru mereka (X-series) mencapai 21,5%. ¨ Efisien dalam luasan ruangnya dan keluaran dayanya pun yang tertinggi, sehingga hanya memerlukan sedikit ruang dibandingkan dengan jenis lainnya. Panel surya mampu memproduksi listrik hingga empat kali dari panel surya film tipis. ¨ Memiliki umur pakai paling lama, umumnya produsen memberi garansi sampai 25-tahun. ¨ Cenderung berkinerja lebih baik dibanding panel surya polikristalin pada kondisi cahaya mendung (berawan).
Teknologi Panel Surya – Kristalin Silikon (#3) [ Kelemahan Penggunaan Panel Surya “Monocrystalline” ]
¨ Panel surya “monocrystalline” adalah yang paling mahal. Jika dilihat dari harganya, maka panel surya dari bahan silikon polikristalin (juga beberapa jenis film tipis) dapat menjadi pilihan yang lebih ekonomis untuk rumah tangga. ¨ Jika panel surya sebagian tertutupi awan, kotoran atau salju, maka seluruh rangkaian dapat terkendala kelistrikannya. Maka, perlu dipertimbangkan penggunaan mikro-inverter yang lebih dapat menjamin listrik yang dihasilkan jika ada awan yang menutupi. ¨ Penggunaan “Proses Czochralski” selalu menghasilkan wafer silikon yang keempat sisinya dipotong, yang berarti hasil pemotongan tersebut adalah limbah. ¨ Cenderung lebih efisien dalam cuaca hangat, namun menurun kinerjanya seiring dengan kenaikan suhu, suatu hal yang tidak signifikan terjadi pada panel surya polikristalin, namun suhu bukanlah hal utama bagi sebagian besar pengguna di rumah tinggal.
Teknologi Panel Surya – Multiristalin Silikon (#1) Panel surya berbasis silikon polikristalin yang pertama dibuat, juga dikenal sebagai “polysilicon” (p-Si)
dan
“silikon
multi-kristalin”
(mc-Si),
diperkenalkan ke pasar pada tahun 1981. Bebreda dengan panel surya yang berbasis monocrystalline, fabrikasi panel surya jenis ini tidak memerlukan Proses
Czochralski.
Setelah
proses
pencairan
bahan baku silikon, kemudian dituangkan ke dalam cetakan kotak empat-persegi, lalu didinginkan dan dipotong menjadi wafer empat persegi yang utuh.
Teknologi Panel Surya – Kristalin Silikon (#2)
Pemasangan panel-panel surya “Silikon polikristalin” di atap rumah tinggal
Teknologi Panel Surya –Silikon Polikristalin (#3) [ Keuntungan Penggunaan Panel Surya “Polycrystalline” ]
¨ Panel surya jenis ini lebih murah, bahkan yang paling murah dibandingkan jenis lainnya karena proses fabrikasi panel surya “polikristalin” lebih sederhana dan lebih murah dibandingkan dengan jenis “monokristalin”, termasuk juga karena tidak menggunakan kemurnian silikon yang terlalu tinggi. ¨ Limbah fabrikasi silikon yang dihasilkannya pun jauh lebih kecil dibandingkan dengan jenis monokristalin, terutama karena tidak adanya pemotongan sudut-sudutnya. ¨ Pada kondisi “normal”, panel surya jenis ini berkinerja sama baiknya dengan panel surya monokristalin, termasuk juga pada kondisi cuaca agak mendung (berawan). ¨ Walaupun cenderung memiliki “toleransi panas” yang lebih rendah, sehingga kinerjanya cenderung agak menurun pada suhu lebih tinggi (di musim panas), namun hal ini tidak signifikan.
Teknologi Panel Surya –Silikon Polikristalin (#4) [ Kelemahan Penggunaan Panel Surya “Polycrystalline” ]
¨ Efisiensi panel surya “polycrystalline” hanya sekitar 13 – 16 %, yaitu lebih rendah 22 – 30 % dibandingkan jenis “monocrystalin”. Hal ini dapat terjadi, terutama karena “kemurnian” silokonnya yang lebih rendah. ¨ Efisiensi ruang-spasialnya yang lebih rendah, sehingga untuk daya listrik (= watt-peak atau Wp) yang sama akan dibutuhkan luasan yang lebih besar dibandingkan dengan yang dibutuhkan jenis monokristalin. Namun demikian, hal ini bukan berarti bahwa setiap jenis monokristalin selalu akan lebih baik dari jenis polikristalin. ¨ Corak dan homogenitas dari panel surya jenis polikristalin membuatnya “sedikit kurang estetik” (kurang menarik) dibandingkan dengan jenis monokristalin bahkan juga jika dibandingkan dengan jenis-jenis lapisan tipis lainnya..
Teknologi Panel Surya – LAPISAN TIPIS
(Teknologi Masa Depan)
Pemasangan panel-panel surya “Lapisan Tipis CdTe” di lapangan luas
3 Dasar Efisiensi Teknologi Panel Surya
Ada 3 penggolongan utama untuk Efisiensi Panel Surya: 1. Efisiensi Modul 2. Efisiensi Luasan (Kerapatan) 3. Efisiensi Sel
Efisiensi Modul (EMPS) Energi dihasilkan oleh MPS EMPS = Energi diterima dari Sinar Matahari
Teknologi Panels Surya sampai saat ini baru mencapai EMPS sekitar 22% untuk jenis Monokristalin
Efisiensi Kerapatan (EKPS) Energi dihasilkan oleh MPS ( Watt ) EKPS = 2 Luasan Panel Terpasang (ft )
Jika suatu MPS (Modul PS) menghasilkan energi listrik sebesar 210 Watts dengan luasan (area) sebesar 15 kakipersegi (ft2), maka EKPS modul tersebut adalah 14 W/ft2
Efisiensi Sel (ESPS) Energi dihasilkan oleh 1 Sel dalam MPS ESPS = Energi diterima dari Sinar Matahari
Teknologi PS baru mencapai ES sekitar 22% rerata, namun untuk 1 Sel PS dapat lebih besar atau lebih kecil dari harga ini.
Perbandingan Efisiensi Sel dari Fabrikan (2012)
Faktor Kualitas Panel Surya 1.
Harga Panel surya
2.
Tiga Tingkastan Fabrikan PS
3.
Harga versus “faktor nilai lain”
4.
Toleransi (lebih rendah dari spesifiksi)
5.
Koefisien “ketahan suhu”
6.
Efisiensi konversi (EMPS atau ESPS)
7.
Energi yang terkandung dalam PS
8.
Ketahanan dan Garansi
9.
Ukuran dan atau Daya
10. Jenis: MCSP atau PCSP
Perbandingan Efisiensi Teknologi Panel Surya
Berbagai Produk Teknologi Panel Surya
Video url: https://youtu.be/LXxFgZcIihM?t=16
Perbandingan Efisiensi dari Fabrikan
Rekor Efisiensi dari Fabrikan Perancis-Jerman (2014)
New world record for solar cell efficiency at 46% French-German cooperation confirms competitive advantage of European photovoltaic industry
New record solar cell on a 100 mm wafer yielding approximately 500 concentrator solar cell devices.
Rangkaian Panel Surya - Prakarya Praktis
Panel Surya - untuk Rumah Tangga
Panel Surya - untuk Rumah Tangga
Panel Surya - untuk Rumah Tangga
Koneksi Rangkaian PS - untuk Rumah Tangga (#1)
Sebaiknya AKI KERING/MF: - Mahal - Umur 2 – 4 tahun - Berat - Dijual di Toko khusus
Koneksi Rangkaian PS - untuk Rumah Tangga (#2)
Koneksi Rangkaian PS - untuk Rumah Tangga (#3)
Bermacam Controller PS (untuk Rumah Tangga)
