1.1 LATAR BELAKANG
Pada umumnya masyarakat Indonesia menggunakan transporatasi angkutan umum yang pada pembahasan disini kami mengambil angkutan bus sebagai inovasi. Kenapa kami mengambil bus sebagai inovasi kami ? kami berpikir bahwa bus salah satu angkutan umum berbahan bakar solar yang menghasilkan emisi gas CO ( karbon monoksida ) dengan intensitas tinggi yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Oleh sebab itu bagaimana caranya kita mengatasi pencemaran udara tersebut yaitu dengan cara menggunakan panel surya sebagai energi alternatif / konversi energi yang memanfaatkan energi panas dari cahaya matahari. Pada saat sekarang ini dunia mengalami pemanasan global ( Global warming ) yang menimbulkan banyak efek negatif tetapi kita bisa mengambil sisi positifnya yaitu dengan memanfaatkan energi panas dari matahari secara maksimal.
2.1 TUJUAN
Tujuan kami dalam menginovasikan bus panel surya yaitu :
· Penghematan bahan bakar timbal ( solar )
· Pencegahan pencemaran udara akibat emisi gas CO bahan bakar solar
· Pemanfaatan energi panas cahaya matarhari sebagai sumber energi alternatif
PEMBAHASAN
2.1 PANEL SURYA
Panel surya berperan sebagai energi alternatif yang tidak menghilangkan bahan bakar solar sebagai energi utama pada bus. Panel surya tersebut hanya mengurangi penggunaan bahan bakar solar untuk penghematan dan mencegah terjadinya polusi atau pencemaran udara yang berkelanjutan.
Photovoltaic Cell (1883) jadi Sel Surya (1945)
Pada 1883, Charles Fritts mengembangkan sel surya pertama setelah menyelimuti selenium semi konduktor dengan lapisan tipis emas. Sayangnya, perangkat ini tak efektif, efisiensinya hanya 1%. Pada 1945, peneliti di Bell Laboratories berhasil memperbaharuinya dengan melakukan efisiensi. Sejak itu, sel surya dipakai pada satelit luar angkasa dan benda kecil seperti kalkulator dan jam.
Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Disebut surya atas Matahari atau "sol" karena matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan.
 |
2.2 PRINSIP KERJA PANEL SURYA
Prinsip kerjanya adalah:
Susunan sebuah solar cell, sama dengan sebuah dioda, terdiri dari dua lapisan yang dinamakan PN juction. PN junction itu diperoleh dengan jalan menodai sebatang bahan semikonduktor silikon murni ( valensinya 4 ) dengan impuriti yang bervalensi 3 pada bagian sebelah kiri, dan yang di sebelah kanan dinodai dengan impuriti bervalensi 5.
Sehingga pada bagian kiri terbentuk silikon yang tidak murni lagi dan dinamakan silikon jenis P, sedangkan yang sebelah kanan dinamakan silikon jenis N. Di dalam silikon murni terdapat dua macam pembawa muatan listrik yang seimbang. Pembawa muatan listrik yang positip dinamakan hole, sedangkan yang negatip dinamakan elektron. Setelah dilakukan proses penodaan itu, di dalam silikon jenis P terbentuk hole ( pembawa muatan listrik positip ) dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan elektronnya. Oleh karena itu di dalam silikon jenis P hole merupakan pembawa muatan mayoritas, sedangkan elektron merupakan pembawa muatan minoritas. Sebaliknya, di dalam silikon jenis N terbentuk elektron dalam jumlah yang sangat besar sehingga disebut pembawa muatan mayoritas, dan hole disebut pembawa muatan minoritas.
Di dalam batang silikon itu terjadi pertemuan antara bagian P dan bagian N. Oleh karena itu dinamakan PN junction. Bila sekarang, bagian P dihubungkan dengan kutub positip dari sebuah batere, sedangkan kutub negatipnya dihubungkan dengan bagian N, maka terjadi hubungan yang dinamakan "forward bias".
Dalam keadaan forward bias, di dalam rangkaian itu timbul arus listrik yang disebabkan oleh kedua macam pembawa muatan. Jadi arus listrik yang mengalir di dalam PN junction disebabkan oleh gerakan hole dan gerakan elektron. Arus listrik itu mengalir searah dengan gerakan hole, tapi berlawanan arah dengan gerakan elektron. Sekedar untuk lebih menjelaskan, elektron yang bergerak di dalam bahan konduktor dapat menimbulkan energi listrik. Dan energi listrik inilah yang disebut sebagai arus listrik yang mengalir berlawanan arah dengan gerakan elektron.
Tapi, bila bagian P dihubungkan dengan kutup negatip dari batere dan bagian N dihubungkan dengan kutub positipnya, maka sekarang terbentuk hubungan yang dinamakan "reverse bias". Dengan keadaan seperti ini, maka hole ( pembawa muatan positip ) dapat tersambung langsung ke kutub positip, sedangkan elektron juga langsung ke kutub positip. Jadi, jelas di dalam PN junction tidak ada gerakan pembawa muatan mayoritas baik yang hole maupun yang elektron. Sedangkan pembawa muatan minoritas (elektron) di dalam bagian P bergerak berusaha untuk mencapai kutub positip batere. Demikian pula pembawa muatan minoritas ( hole ) di dalam bagian N juga bergerak berusaha mencapai kutub negatip. Karena itu, dalam keadaan reverse bias, di dalam PN junction ada juga arus yang timbul meskipun dalam jumlah yang sangat kecil ( mikro ampere ). Arus ini sering disebut dengan reverse saturation current atau leakage current ( arus bocor ).
Ada yang menarik dalam keadaan reverse bias itu. Bila suhu PN juction tsb dinaikkan ternyata dapat memperbesar arus bocor yang timbul itu. Berarti bila diberi energi (panas), pembawa muatan minoritas di dalam PN junction bertambah banyak. Karena cahaya itu merupakan salah satu bentuk energi, maka bila ada cahaya yang menimpa suatu PN junction dapat juga menghasilkan energi yang cukup untuk menghasilkan pembawa muatan. Gejala seperti ini dinamakan fotokonduktif. Berdasarkan gejala fotokonduktif itu maka dibuat komponen elektronik fotodioda dari PN junction itu.
2.3 SISTEM PANEL SURYA PADA BUS
Pada dasarnya panel surya berfungsi untuk melakukan pengisian aki pada bus, kemudian dari aki bus tersebut dirubah oleh inverter dc ke ac menjadi listrik yang serupa dengan PLN.
Jadi modul panel suryanya menampung panas matahari untuk dirubah menjadi arus DC agar bisa mengecas aki/arus DC, kemudian arus DC dirubah oleh inverter dc ke ac menjadi listrik.
Bagian bagian listrik tenaga surya/listrik tenaga matahari meliputi :
1. Modul solar cell/Modul panel surya
2. Controll Regulator
3. Inverter DC ke AC
4. Battery
Susunan dari proses kerja listrik tenaga matahari pada bus adalah Model panel surya menampung panas matahari kemudian panas yang dihasilkan dirubah menjadi listrik DC/ Direct Current. Listrik DC ini disimpan dalam battery/accu/aki karena aki adalah arus DC, agar tidak overcharge maka dibutuhkan alat yang bernama charge controller, setelah listrik DC/Accu tersimpan maka agar dapat digunakan tentunya listrik DC yang dihasilkan oleh modul panel surya dan yang tersimpan di aki/battery harus dirubah menjadi listrik AC/Alternating Current, alat tersebut bernama inverter DC ke AC. Output dari power inverter inilah yang akhirnya mengeluarkan listrik alternating current atau serupa dengan PLN.
Dalam keadaan reverse bias, dengan memperbesar intensitas cahaya yang menimpa fotodioda dapat meningkatkan aras arus bocornya. Arus bocor dapat juga diperbesar dengan memperbesar tegangan batere (tegangan reverse), tapi penambahan arus bocornya itu tidak signifikan. Bila bateray dalam rangkaian reverse bias itu dilepas dan diganti dengan beban tahanan, maka pemberian cahaya itu dapat menimbulkan pembawa muatan baik hole maupun elektron. Jika iluminasi cahaya itu ditingkatkan, ternyata arus yang timbul semakin besar. Gejala seperti ini dinamakan photovoltaic. Cahaya dapat memberikan energi yang cukup besar untuk memperbesar jumlah hole pada bagian P dan jumlah elektron pada bagian N. Berdasarkan gejala photovoltaic ini maka dapat diciptakan komponen elektronik photovoltaic cell. Karena biasanya matahari sebagai sumber cahaya, maka photovoltaic cell sering juga disebut solar cell (sel surya) atau solar energy converter.
Jadi sel surya itu pada dasarnya sebuah foto dioda yang besar dan dirancang dengan mengacu pada gejala photovoltaic sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan daya yang sebesar mungkin.
Penjelasan bagaimana panel surya bekerja pada bus adalah sebagai berikut :
· Modul Panel Surya diletakkan pada atap bus, agar dapat menyerap panas dengan maksimal.
· Aliran panas diubah ke arus DC untuk charger battray/aki bus.
· Setelah aki terisi penuh, arus diubah ke AC dan dialiri kepada motor penggerak atau dinamo.
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dengan menggunakan panel surya sebagai sumber energi alternatif, kita tidak hanya menghemat bahan bakar premium, solar dan pertamax yang saat sekarang ini jumlahnya sudah sangat terbatas. Dan baru-baru ini kita telah mendengar berita bahwa bahan bakar akan mengalami kenaikan harga. Itulah mengapa panel surya bisa menjadi solusi karena panel surya memanfaatkan energi panas dari cahaya matahari. Begitu banyak pengaplikasian panel surya ini, tidak hanya pada bus tetapi bisa dalam hal lain, misalnya : penggunaan panel surya sebagai energi pada lampu rambu lalu lintas.
3.2 SARAN
Dalam penggunaan Sistem Panel Surya di kehidupan masyarakat perlu di perkenalkan secara detail dan mudah dipahami masyarakat (konsumen),agar tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan.Karena semakin maju teknologi yang berkembang pada saat ini bisa memicu efek yang tidak baik terhadap ekosistem apabila perkembangan ilmu pengetahuan tidak diiringi dengan kesadaran akan perlunya melestarikan lingkungan.
Jadi menciptakan suatu alat atau teknologi harus bisa memadukan pemikiran untuk menciptakan tanpa harus mengorbankan lingkungan sekitar.Diharapkan SDM yang baik dan bertanggung jawab semakin banyak agar bisa meminimalisir ilmuwan-ilmuwan yang tidak bertanggung jawab.Karena tidak sedikit sekarang orang yang ahli merekayasa alat menggunakan pengetahuannya ke hal yang tidak baik.Semua bisa dicegah dengan komunikasi yang baik antara manusia dan makhluk hidup.
BIODATA PENYUSUN
Nama : Ferdi Wiranda
Nim : 1107120079
TTL : Bangkinang, 14 Februari 1994
Alamat : Jln. Tuah Karya Kecamatan Tampan
Hobi : Jurnalitik dan Sepak Bola
Motto : Bekerja Sebelum Orang Lain Memikirkan
