Memproduksi listrik sendiri dirumah dengan panel surya
Listrik diperlukan untuk menyalakan berbagai peralatan dalam rumah seperti lampu, televisi, komputer, pemanas air, dan sebagainya. Dalam mendapatkan sumber listrik, kita sangat bergantung pada PLN sebagai penyedia listrik rumah tangga. Namun saat ini, pilihan lain sudah ada untuk memiliki energi listrik secara independen dan tidak tergantung pada PLN, diantaranya adalah listrik dari panel surya (Solar Panel), listrik dari energi angin, dan air. Kesemuanya merupakan energi terbarukan yang bisa kita panen dari negeri yang kaya raya ini. Artikel ini membahas tentang energi listrik dari panel surya.
Picture by Jim Tetro/U.S. Department of Energy Solar Decathlon
Saat ini semakin banyak penyedia panel surya yang bisa menyediakan sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan ini. Terutama bagi Anda yang tinggal di daerah yang sering terjadi pemadaman bergilir, ada baiknya untuk mempertimbangkan energi alternatif ini. Beberapa hari lalu saya berkesempatan mengunjungi penyedia panel surya dan melakukan beberapa perbandingan pada harga dan paket yang mereka tawarkan. Artikel ini ditulis berdasarkan pengetahuan sementara saya tentang panel surya dan mungkin memerlukan penyuntingan.
Panel surya bekerja dengan cara mengumpulkan energi melalui panel yang terbuat dari bahan silikon atau bahan lain penangkap cahaya matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Pada sistem panel surya, bagian yang berperan adalah panel surya yang berisi banyak sel surya, inverter, konektior dan baterai. Sel surya memproduksi listrik melalui proses photovoltaic yang dibuat dari kristal silikon, menghasilkan listrik yang dialirkan melalui konduktor non magnetik seperti perak, perunggu, dan sebagainya. Panel surya menangkap sinar matahari namun tidak seluruh spektrum sinar seperti ultraviolet atau infrared.
Jenis arus listrik
Untuk penggunaan rumah tinggal, saat ini terdapat kelemahan pada sistem yang teramat sederhana yang ditawarkan oleh penyedia panel surya, yaitu bahwa energi listrik yang dihasilkan panel surya adalah arus DC yang berbeda dari arus listrik PLN yang berupa arus AC. Arus DC mengharuskan peralatan listrik menggunakan tipe peralatan yang menggunakan arus DC. Untuk mengatasi masalah ini, penyedia panel surya biasanya juga menjual inverter listrik DC ke AC, sehingga bisa digunakan untuk peralatan listrik AC. Namun disebutkan oleh penyedia panel surya tersebut bahwa penggunaan inverter listrik yang kurang bagus akan berakibat kerusakan peralatan listrik. Contoh yang disebutkan adalah menggunakan listrik AC dari inverter listrik membuat baterai laptop rusak. Inverter harus memiliki kualitas dan spesifikasi fungsi yang baik agar listrik AC yang dihasilkan aman untuk peralatan listrik.
Untuk penggunaan skala lebih besar, jumlah panel surya bisa ditambahkan sehingga menghasilkan jumlah watt listrik yang dibutuhkan untuk sehari, misalnya bila rumah memiliki banyak peralatan listrik yang ingin dihidupkan dengan listrik tenaga surya, seperti TV, komputer, lemari es, dan sebagainya. Jumlah watt listrik yang dihasilkan menjadi tidak terbatas bila jumlah panel surya ditambahkan juga, tentunya dengan ditambahkan inverter untuk mengubah arus DC ke AC.
Harga sistem pembangkit listrik surya
Anggapan bahwa listrik menggunakan panel surya adalah listrik yang lebih mahal memang terbukti dari investasi awal saat membeli sistem panel surya penghasil listrik ini. Untuk satuan panel yang menghasilkan satu WP (Watt Peak), kita harus merogoh kocek sekitar Rp30.000,-. Untuk tipe pembangkit listrik surya terkecil yang ditawarkan berupa satu panel penghasil 50WP lengkap dengan konektor, fitting peralatan listrik DC dihargai Rp 3juta hingga Rp 4juta. Sedangkan untuk penghasil 80WP seharga Rp5-6 juta.
Solar cells = sel surya yang fungsinya menangkap sinar matahari dan mengubahnya menjadi tenaga listrik
DC Power = tenaga listrik dalam bentuk arus searah (DC)
Charge controller = pengatur arus listrik agar lebih stabil dan bisa disalurkan secara langsung ke peralatan listrik arus searah (DC loads)
DC Loads = Peralatan listrik seperti lampu dsb yang menggunakan arus DC bisa menggunakan secara langsung arus DC dari baterai / aki.
Batteries = Baterai, dalam bentuk baterai aki atau baterai kering yang bisa di charge.
Inverter = Pengubah arus DC menjadi AC agar bisa digunakan untuk peralatan listrik yang menggunakan arus AC, seperti lemari es, lampu, kompor listrik, dan sebagainya.
AC Loads = Peralatan listrik yang menggunakan arus AC.
Memilih arus DC atau AC?
Sistem panel surya paling sederhana terdiri dari panel surya, konektor dan langsung ke peralatan listrik arus DC. Peralatan yang lebih lengkap dilengkapi dengan inverter arus DC ke AC. Seperti diketahui, arus DC yang dihasilkan panel surya disimpan dalam aki atau baterai kering yang mengeluarkannya dalam bentuk arus DC biasanya 12 volt. Arus ini bisa digunakan untuk peralatan seperti lampu neon, LED, laptop, dan sebagainya yang menggunakan arus DC. Peralatan listrik yang menggunakan arus DC secara langsung mungkin akan lebih stabil menggunakan arus DC daripada arus AC yang diubah inverter. Pada sistem panel surya yang teramat sederhana (arus DC), akan lebih baik menggunakannya untuk peralatan listrik seperti lampu dsb yang menggunakan arus DC.
Waktu pengumpulan dan penggunaan Listrik Matahari
Kapasitas penangkapan energi oleh sel surya dinyatakan dengan WP atau Watt Peak, merupakan satuan untuk menggambarkan berapa Watt listrik yang ditangkap dalam waktu satu jam. Untuk kapasitas panel 50WP, maka satu jamnya akan menangkap energi 50Watt, sehingga bila perkiraan jangka penyinaran minimum adalah 5 jam, maka menghasilkan 250Watt atau lebih. Energi disimpan dalam aki atau baterai kering yang menghasilkan arus DC tegangan 12 volt.
Penggunaan listrik dari aki atau baterai kering dapat dihitung dari berapa banyak listrik yang dihasilkan, kemampuan penangkapan energi listrik dan penyimpanan oleh aki tersebut. Aki dapat dikondisikan untuk memberikan energi listrik selama 8-10 jam sesuai kebutuhan, yang dipengaruhi juga oleh berapa watt listrik peralatan yang kita gunakan.
Untuk sistem panel surya 50WP, perkiraan bisa menghidupkan 3-4 buah lampu 20 Watt selama kurang lebih 8-10 jam. Pada penggunaan untuk rumah tinggal skala kecil seperti tipe 21 dan 36, sistem ini bisa meniadakan kebutuhan listrik untuk penerangan dalam rumah di malam hari. Karena dewasa ini berkembang juga lampu-lampu LED dimana lampu LED 4 Watt setara dengan terangnya lampu bohlam 20 Watt, maka lampu-lampu LED bisa digunakan untuk memperpanjang waktu penggunaan listrik.
Kelebihan
Panel surya penghasil listrik diklaim memiliki masa pakai lebih dari 20 tahun, berarti kita bisa menggunakannya untuk jangka waktu yang cukup lama. Karena itu panel yang berisi sel-sel surya ini merupakan investasi untuk jangka panjang. Sistem pembangkit listrik independen ini juga menyediakan alternatif listrik selain PLN yang dapat diandalkan pada waktu PLN tidak dapat diandalkan seperti kerusakan jaringan, pemadaman sementara atau pemutusan listrik.
Perbandingan dengan pemakaian 4 buah lampu 20 Watt selama sebulan dapat dihitung sebagai berikut:
Kekurangan
Menyebutkan kekurangan sistem pembangkit listrik tenaga surya atau solar panel ini, maka kita akan sampai pada masalah kepraktisan dan kebutuhan mendasar dari memiliki sistem ini:
Berdasarkan penjelasan diatas, bisa kita pahami bahwa kebutuhan listrik rumah tinggal bisa menggunakan energi alternatif yaitu sistem pembangkit listrik tenaga surya menggunakan panel surya. Panel surya bisa bertahan hingga 20 tahun lebih sehingga merupakan investasi jangka panjang. Biaya pengadaan sistem mungkin cukup besar, namun cukup setara dengan biaya listrik selama waktu penggunaan panel yaitu 20an tahun. Sistem panel surya sangat baik bila dikombinasikan dengan lampu LED.
________________________________________________ 
Jenis arus listrik
Untuk penggunaan rumah tinggal, saat ini terdapat kelemahan pada sistem yang teramat sederhana yang ditawarkan oleh penyedia panel surya, yaitu bahwa energi listrik yang dihasilkan panel surya adalah arus DC yang berbeda dari arus listrik PLN yang berupa arus AC. Arus DC mengharuskan peralatan listrik menggunakan tipe peralatan yang menggunakan arus DC. Untuk mengatasi masalah ini, penyedia panel surya biasanya juga menjual inverter listrik DC ke AC, sehingga bisa digunakan untuk peralatan listrik AC. Namun disebutkan oleh penyedia panel surya tersebut bahwa penggunaan inverter listrik yang kurang bagus akan berakibat kerusakan peralatan listrik. Contoh yang disebutkan adalah menggunakan listrik AC dari inverter listrik membuat baterai laptop rusak. Inverter harus memiliki kualitas dan spesifikasi fungsi yang baik agar listrik AC yang dihasilkan aman untuk peralatan listrik.
Untuk penggunaan skala lebih besar, jumlah panel surya bisa ditambahkan sehingga menghasilkan jumlah watt listrik yang dibutuhkan untuk sehari, misalnya bila rumah memiliki banyak peralatan listrik yang ingin dihidupkan dengan listrik tenaga surya, seperti TV, komputer, lemari es, dan sebagainya. Jumlah watt listrik yang dihasilkan menjadi tidak terbatas bila jumlah panel surya ditambahkan juga, tentunya dengan ditambahkan inverter untuk mengubah arus DC ke AC.
Harga sistem pembangkit listrik surya
Anggapan bahwa listrik menggunakan panel surya adalah listrik yang lebih mahal memang terbukti dari investasi awal saat membeli sistem panel surya penghasil listrik ini. Untuk satuan panel yang menghasilkan satu WP (Watt Peak), kita harus merogoh kocek sekitar Rp30.000,-. Untuk tipe pembangkit listrik surya terkecil yang ditawarkan berupa satu panel penghasil 50WP lengkap dengan konektor, fitting peralatan listrik DC dihargai Rp 3juta hingga Rp 4juta. Sedangkan untuk penghasil 80WP seharga Rp5-6 juta.
sumber gambar: http://www.daviddarling.info
Keterangan gambar:Solar cells = sel surya yang fungsinya menangkap sinar matahari dan mengubahnya menjadi tenaga listrik
DC Power = tenaga listrik dalam bentuk arus searah (DC)
Charge controller = pengatur arus listrik agar lebih stabil dan bisa disalurkan secara langsung ke peralatan listrik arus searah (DC loads)
DC Loads = Peralatan listrik seperti lampu dsb yang menggunakan arus DC bisa menggunakan secara langsung arus DC dari baterai / aki.
Batteries = Baterai, dalam bentuk baterai aki atau baterai kering yang bisa di charge.
Inverter = Pengubah arus DC menjadi AC agar bisa digunakan untuk peralatan listrik yang menggunakan arus AC, seperti lemari es, lampu, kompor listrik, dan sebagainya.
AC Loads = Peralatan listrik yang menggunakan arus AC.
Memilih arus DC atau AC?
Sistem panel surya paling sederhana terdiri dari panel surya, konektor dan langsung ke peralatan listrik arus DC. Peralatan yang lebih lengkap dilengkapi dengan inverter arus DC ke AC. Seperti diketahui, arus DC yang dihasilkan panel surya disimpan dalam aki atau baterai kering yang mengeluarkannya dalam bentuk arus DC biasanya 12 volt. Arus ini bisa digunakan untuk peralatan seperti lampu neon, LED, laptop, dan sebagainya yang menggunakan arus DC. Peralatan listrik yang menggunakan arus DC secara langsung mungkin akan lebih stabil menggunakan arus DC daripada arus AC yang diubah inverter. Pada sistem panel surya yang teramat sederhana (arus DC), akan lebih baik menggunakannya untuk peralatan listrik seperti lampu dsb yang menggunakan arus DC.
Waktu pengumpulan dan penggunaan Listrik Matahari
Kapasitas penangkapan energi oleh sel surya dinyatakan dengan WP atau Watt Peak, merupakan satuan untuk menggambarkan berapa Watt listrik yang ditangkap dalam waktu satu jam. Untuk kapasitas panel 50WP, maka satu jamnya akan menangkap energi 50Watt, sehingga bila perkiraan jangka penyinaran minimum adalah 5 jam, maka menghasilkan 250Watt atau lebih. Energi disimpan dalam aki atau baterai kering yang menghasilkan arus DC tegangan 12 volt.
Penggunaan listrik dari aki atau baterai kering dapat dihitung dari berapa banyak listrik yang dihasilkan, kemampuan penangkapan energi listrik dan penyimpanan oleh aki tersebut. Aki dapat dikondisikan untuk memberikan energi listrik selama 8-10 jam sesuai kebutuhan, yang dipengaruhi juga oleh berapa watt listrik peralatan yang kita gunakan.
Untuk sistem panel surya 50WP, perkiraan bisa menghidupkan 3-4 buah lampu 20 Watt selama kurang lebih 8-10 jam. Pada penggunaan untuk rumah tinggal skala kecil seperti tipe 21 dan 36, sistem ini bisa meniadakan kebutuhan listrik untuk penerangan dalam rumah di malam hari. Karena dewasa ini berkembang juga lampu-lampu LED dimana lampu LED 4 Watt setara dengan terangnya lampu bohlam 20 Watt, maka lampu-lampu LED bisa digunakan untuk memperpanjang waktu penggunaan listrik.
Kelebihan
Panel surya penghasil listrik diklaim memiliki masa pakai lebih dari 20 tahun, berarti kita bisa menggunakannya untuk jangka waktu yang cukup lama. Karena itu panel yang berisi sel-sel surya ini merupakan investasi untuk jangka panjang. Sistem pembangkit listrik independen ini juga menyediakan alternatif listrik selain PLN yang dapat diandalkan pada waktu PLN tidak dapat diandalkan seperti kerusakan jaringan, pemadaman sementara atau pemutusan listrik.
Perbandingan dengan pemakaian 4 buah lampu 20 Watt selama sebulan dapat dihitung sebagai berikut:
- Pemakaian listrik PLN (konvensional) rata-rata pemakaian 8 jam
- 4 buah lampu 20 Watt / bulan = 4 lampu x 20 Watt x 8 jam x 30 hari = 19.200 Watt atau 19,2kW
- Biaya listrik perbulan untu pemakaian 4 buah lampu = 19,2kW x Rp795,- = Rp 15.264
- Biaya listrik per 20 tahun dengan standar TDL saat ini = Rp 15.264,- x 12 bulan x 20 tahun = Rp 3,6 juta
Kekurangan
Menyebutkan kekurangan sistem pembangkit listrik tenaga surya atau solar panel ini, maka kita akan sampai pada masalah kepraktisan dan kebutuhan mendasar dari memiliki sistem ini:
- Panel surya diklaim bisa bertahan hingga lebih dari 20 tahun sebelum berkurang kemampuannya dalam menyerap energi surya, namun peralatan pendukungnya seperti baterai aki bertahan kira-kira 3-4 tahun.
- Bila menggunakan aki maka maintenance yang dilakukan adalah menambah cairan aki pada waktu berkurang/ habis dan perawatan aki bila diperlukan.
- Sistem arus DC dan AC pada sistem panel surya sederhana tidak bisa diintegrasikan dengan sistem PLN beserta kabel-kabelnya, yang berarti kita harus menggunakan kabel baru untuk sistem listrik khusus yang mengalirkan listrik dari panel surya ke peralatan listrik.
- Peralatan untuk arus DC harus diadakan secara khusus, yaitu lampu DC, adaptor, dan sebagainya, kecuali bila menggunakan inverter arus DC ke AC.
Berdasarkan penjelasan diatas, bisa kita pahami bahwa kebutuhan listrik rumah tinggal bisa menggunakan energi alternatif yaitu sistem pembangkit listrik tenaga surya menggunakan panel surya. Panel surya bisa bertahan hingga 20 tahun lebih sehingga merupakan investasi jangka panjang. Biaya pengadaan sistem mungkin cukup besar, namun cukup setara dengan biaya listrik selama waktu penggunaan panel yaitu 20an tahun. Sistem panel surya sangat baik bila dikombinasikan dengan lampu LED.
by Probo Hindarto
