Prinsip dan Teori Kerja Panel Surya Transparan
Prinsip dan Teori Kerja Panel Surya Transparan terdapat dua jenis sumber daya energi – tidak terbarukan dan terbarukan. Tidak terbarukan berarti bahwa sumber-sumber ini akan punah dari dunia setelah beberapa tahun; karena terbatas dan tidak ada habisnya. Sumber energi terbarukan berarti sumber-sumber tersebut tidak akan punah karena tidak ada habisnya dan tidak dapat habis sumbernya. Pada postingan kali ini, kita akan mempelajari konsep panel surya transparan, prinsip kerja, dan teori energi surya.
Ada banyak sumber energi terbarukan yang tersedia dan dalam posting ini, kita akan melihat salah satu energi tersebut – tenaga surya. Matahari merupakan sumber energi terbesar di dunia. Jadi, panel surya dipasang di teras bangunan atau area terbuka di mana sinar matahari masuk dengan kuat. Sel surya digunakan di dalamnya yang akan diisi daya saat menerima tenaga surya dan listrik yang dihasilkan digunakan untuk keperluan rumah tangga dan industri.
Tenaga surya adalah salah satu sumber daya yang paling banyak digunakan di sebagian besar negara dan dengan cepat menggantikan sumber energi tak terbarukan lainnya. Salah satu teknologi pemecah jalur yang sedang digarap saat ini adalah panel surya transparan. Ini adalah teknik baru yang lengkap dalam menghasilkan listrik dari energi matahari. Dalam posting ini, kita akan memahami konsep panel surya transparan.
Baca Juga : Teknologi untuk Mengukur Gas Oksigen
Konversi energi surya tradisional menggunakan panel surya biasa (solar photovoltaic panel). Tapi, panel surya transparan menggunakan kaca polos sebagai panelnya. Pada dasarnya, karena kaca transparan, ia dilapisi dan dibuat dengan bahan khusus untuk membuatnya mengalami efek fotovoltaik. Karena itu, kaca tetap transparan dan juga mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Jadi, Anda dapat membayangkan bahwa setiap kaca yang digunakan, mulai dari kaca jendela hingga jendela mobil dapat digunakan sebagai panel surya.
Jadi, tidak diperlukan lahan atau atap tambahan untuk memasang panel surya. Jika Anda baru saja mendirikan bangunan dengan jendela yang terbuat dari kaca jenis ini, maka secara otomatis akan menghasilkan listrik. Jadi, Anda benar-benar dapat mengubah lembaran kaca atau jendela apa pun menjadi sel fotovoltaik.
Semua cahaya terdiri dari radiasi elektromagnetik yang mencakup spektrum panjang gelombang, masing-masing mengandung energi yang berpotensi dapat dipanen oleh sel surya. Tapi, mata manusia hanya bisa mendeteksi bagian tertentu dari panjang gelombang (cahaya tampak). Jadi, panel ini terbuat dari lapisan garam khusus yang hanya dapat mendeteksi cahaya tak kasat mata (sinar UV atau inframerah) dan menghalangi cahaya tampak normal. Dengan cara ini, ia akan mengubah cahaya matahari yang tidak terlihat menjadi listrik.
Baca Juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Keuntungan Radiometrik Level Sensor
Mari kita lihat secara mendetail tentang cara kerja dasarnya terlebih dahulu. Lihat gambar di bawah ini yang menunjukkan struktur dasar panel surya. Ini adalah komponen utama di seluruh panel – bingkai, kaca, film perekat depan, sel surya, film perekat belakang, lembaran belakang dan kotak sambungan.
Komponen utama di sini adalah sel surya. Hal ini juga disebut sebagai sel fotovoltaik. Ini menghasilkan listrik ketika energi matahari menyerang itu; yang disebut sebagai efek fotovoltaik. Sel tunggal ini tidak cukup untuk menghasilkan banyak tenaga. Jadi, beberapa sel digunakan bersama untuk membentuk satu panel; seperti yang ditunjukkan pada gambar disorot sebagai sel surya. Lapisan kaca dan perekat tambahan berfungsi sebagai pelindung sel surya.
Baca Juga : Prinsip Kerja, Keuntungan, dan Aplikasi Time Delay Relay
Sel surya terbuat dari silikon. Ini pada dasarnya adalah semikonduktor yang merupakan alasan pembangkit listrik. Sel surya terbuat dari dua lapisan silikon tersebut. Salah satunya adalah lapisan pengisian positif yang disebut sebagai lapisan tipe-p dan yang lainnya adalah lapisan pengisian negatif yang disebut sebagai lapisan tipe-n. Lapisan tipe-n dapat memberikan elektron dan lapisan ini adalah lapisan yang menghadap cahaya.
Lapisan tipe-p dapat menerima elektron dan karena mereka menerima elektron tambahan, area yang dibuat untuk elektron semacam itu disebut lubang. Lapisan tipe-p ditempatkan di bawah lapisan tipe-n. Cahaya matahari memiliki unsur yang disebut foton. Ketika sinar matahari mengenai lapisan-n melalui kaca dan perekat seperti yang telah dibahas sebelumnya, elektron lepas dibebaskan dari lapisan ini dan dipindahkan ke lapisan-p sebagai lubang.
Ini menciptakan aliran elektron antara dua lapisan ini dan secara tidak langsung, arus dihasilkan. Arus ini mengalir ke kotak persimpangan dan dari sana, kami akhirnya mendapatkan arus keluaran akhir.
Baca Juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Kelebihan Optical Level Sensor
Sekarang mari kita lanjutkan ke topik utama panel surya transparan. Lihat gambar di bawah ini. Komponen pertama adalah kaca atau bahan substrat lain yang dilapisi. Setelah ini, mirip dengan panel surya dasar, muncul lapisan semikonduktor yang menangkap cahaya dan mengubahnya menjadi energi listrik.
Rangkaian kemudian dihubungkan setelah lapisan ini digunakan untuk mentransfer listrik ke depan. Karena elektroda juga transparan, lapisan UV lain dapat ditambahkan untuk memantulkan sinar matahari dan digunakan untuk menghasilkan tenaga.
Terakhir, lapisan anti-reflektif digunakan pada kedua permukaan luar untuk mengurangi pantulan karena cahaya apa pun yang dipantulkan—berpotensi sebanyak 10% dari total—tidak melewati perangkat. Reflektor mengirimkan sinar UV kembali ke lapisan aktif, sedangkan lapisan anti-reflektif (AR) pada permukaan luar memaksimalkan cahaya yang masuk dengan mengurangi pantulan. Dengan cara ini, kami melihat konsep panel surya transparan.
Baca Juga : Definisi, Jenis, dan Aplikasi Continuous Level Sensor
Sama seperti panel atap surya saat ini diproduksi menggunakan teknologi yang berbeda (sirap surya Tesla dan teknologi lainnya), jendela surya juga sedang dikembangkan menggunakan teknik yang berbeda. Dua jenis utama panel surya transparan termasuk panel transparan parsial dan penuh.
Pabrikan Jerman, Heliatek Gmb, telah mengembangkan panel surya yang sebagian bening ini, yang dapat menyerap sekitar 60 persen sinar matahari yang diterimanya. Dibandingkan dengan sel surya PV konvensional, panel surya yang sebagian transparan memiliki efisiensi yang lebih rendah yaitu 7,2%. Namun, pembangkit listrik tenaga surya dapat ditingkatkan dengan mengatur keseimbangan antara sinar matahari yang ditransmisikan dan diserap.
Misalnya, pada bangunan kaca yang menghadap ke selatan, seringkali penting untuk mengurangi cahaya yang ditransmisikan (banyak gedung perkantoran seperti itu sudah menggunakan kaca berwarna). Di lokasi ini, panel surya yang sebagian transparan dapat bekerja dengan sangat baik.
Baca Juga : Memahami dasar saklar listrik dan lemparan
Seperti yang dijelaskan di awal laporan ini, para peneliti di MSU telah mencapai terobosan untuk menghasilkan panel kaca fotovoltaik transparan yang menyerupai kaca biasa. Para peneliti memperkirakan efisiensi panel surya yang sepenuhnya transparan ini mencapai 10% setelah produksi komersialnya dimulai.
Sangat penting untuk memahami di sini bahwa ketika datang ke jendela panel surya, efisiensi panel bukanlah segalanya dan mengakhiri segalanya. Secara praktis, jendela surya yang kurang efisien hanya berarti jendela harus berukuran lebih besar dibandingkan dengan panel yang lebih efisien untuk menghasilkan jumlah listrik yang sama.
Setelah panel surya yang sepenuhnya transparan diintegrasikan ke dalam jendela besar di gedung-gedung, efisiensinya yang lebih rendah pasti akan dikompensasikan dengan skala potensi penyebarannya.
Baca Juga : Komponen Dasar Sistem HVAC
Para peneliti di Michigan State University dan MIT serta produsen seperti Ubiquitous Energy, Physee, dan Brite Solar adalah pelopor dalam mempromosikan teknologi panel surya baru ini.
Baca Juga : Prinsip Kerja, Keunggulan, dan Kekurangan Limit Switch
Ubiquitous Energy, dalam kemitraan dengan produsen kaca terkemuka NSG Group, sedang mengembangkan teknologi ClearView Power Ubiquitous yang unik untuk mengintegrasikan panel surya transparan ke dalam jendela kaca arsitektural. Lapisan surya transparan ClearView Power dapat langsung diterapkan ke jendela bangunan pada saat proses pembuatan kaca normal.
Teknologi ini juga meningkatkan efisiensi energi bangunan melalui pemblokiran panas matahari inframerah. Ketika dikombinasikan dengan pembangkit energi surya melalui panel surya yang jelas, dapat mengarah ke bangunan energi nol bersih. Perusahaan telah mengumumkan bahwa sel surya transparan ClearView Power telah mencapai efisiensi konversi listrik sebesar 9,8%.
Physee adalah produsen Eropa yang telah memperkenalkan produk canggih yang disebut PowerWindow. Faktanya, ini adalah satu-satunya panel surya transparan yang terpasang di dunia saat ini (meliputi 300 kaki persegi di gedung bank Belanda).
PowerWindow Physee memanfaatkan panel surya kecil yang dipasang di sepanjang tepi panel jendela untuk menghasilkan daya. Meskipun jendela surya ini belum dapat menjadi sumber daya yang berdiri sendiri untuk bangunan, perusahaan yakin akan peningkatan pesat dalam skala dan efisiensi panel transparannya.
Sumber : InstrumentationTools.com | solarmagazine.com
