Geothermal Sebagai Alternatif Energi untuk Pembangkit Listrik

03.02 No Comments

BAB I

PENDAHULUAN

          Latar belakang

Memasuki era globalisasi, perubahan diberbagai sektor sangat signifikan. Perubahan pada pola kehidupan juga masalah kehidupan. Sektor energi yang menjadi kebutuhan pokok utama juga mengalami krisis bahan bakar. Bahan bakar fosil yang menjadi bahan bakar utama selama bertahun-tahun belakangan, diprediksikan akan habis dalam beberapa tahun kedepan. Eksploitasi besar-besaran bahan bakar fosil dikarenakan kebutuhan yang meningkat adalah salah satu faktor utama kelangkaan bahan bakar fosil.  

Energi alternatif menjadi perbincangan di berbagai belahan dunia. Geothermal menjadi energi alternatif yang sedang dikembangkan disamping biofuel[1], sel surya dan nuklir. Bahan bakar fosil yang diproduksi bumi selama berjuta-juta tahun tidak dapat diperbarui lagi, oleh karena itu bahan bakar alternatif yang terbarukan adalah sebuah solusi yang tepat. Disamping dapat diperbarui energi alternatif juga lebih efisien dan efektif dari energi dari bahan bakar fosil. Energi altrernatif lebih ramah lingkungan dan membantu mengurangi efek pemanasan global.

Geothermal(Panas bumi) adalah energi alternatif yang menguntungkan juga terbarukan. Panas bumi yang dihasilkan oleh bumi tidak dapat habis, karena panas yang dihasilkan bumi konsisten, pembentukannya terus menerus. Indonesia merupakan salah satu negara terkaya akan energi panas bumi. Hingga saat ini telah teridentifikasi 265 lokasi sumber panas bumi Indonesia dengan potensi mencapai sekitar 28.112MWe atau setara dengan 12 milyar barel minyak bumi. Dengan potensi panas bumi yang memadai Indonesia berupaya untuk memosisikan geothermal sebagai energi alternative pengganti fossil-fuel.

Geothermal diprediksikan cocok untuk mengatasi masalah di Indonesia. Kebutuhan energi terbarukan dapat diatasi dengan potensi panas bumi yang memadai, sedangkan efek yang yang ditimbulkan dapat membantu Indonesia mengurangi masalah polusi udara yang menjadi ­general-problem Indonesia. Efek globalisasi juga dapat dikurangi dengan pemanfaatan panas bumi sebagai pengganti batu bara.

Berdasarkan latar belakang diatas penulis mengambil judul untuk karya tulis ini dengan “Geothermal Sebagai Energy Alternatif Generator Listrik”.

B. Batasan dan Rumusan masalah

Karya tulis ini mengandung tiga poin yang terdapat pada judul, ialah geothermal, energi alternative dan generator listrik. Definisi geothermal ialah panas yang dihasilkan oleh perut bumi yang berupa magma. Panas ini bukan hasil dari pengendapan fosil hewan berjuta tahun lalu seperti batu bara tetapi panas murni dari perut bumi.

Energi alternatife ialah energi terbarukan berteknologi tinggi sebagai pengganti bahan bakar fosil yang akan habis dan tidak terbarukan. Energi ini lebih ramah lingkungan dan memiliki kelebihan dari segi efisiensi dan efektifitas daripada bahan bakar fosil. Energi alternative muncul akibat dari kebutuhan bahan bakar energi yang akan habis dan pencegahan dari efek rumah kaca akibat pemanasan global.

Generator listrik ialah generator yang berfungsi untuk menghasilkan listrik. Generator ini menghasilkan listrik dari turbin yang digerakkan oleh bahan bakar generator tersebut. Listrik adalah penunjang kehidupan modern, apabila tidak ada listrik maka kehidupan akan terganggu. Generator listrik saat ini masih menggunakan bahan bakar fosil, tetapi bahan bakar tersebut akan digantikan dengan bahan bakar alternative yang terbarukan dan lebih efisien.

Batasan masalah pada karya tulis ini ialah panas bumi sebagai energi alternative generator listrik yang diproyeksikan di Negara Indonesia, dikarenakan Indonesia membutuhkan energi pengganti bahan bakar fosil dan Indonesia memiliki potensi yang besar terhadap penggunaan panas bumi sebagai energi alternative terbarukan.

Rumusan masalah pada karya tulis ini direalisasikan dalam bentuk 3 pertanyaan:

1.      Apa itu Geothermal ?

2.      Bagiamana sistematika pelaksanaannya?

3.      Bagaimana pemanfaatan potensi panas bumi di Indonesia?

C. Tujuan Study Pustaka

1.      Mencari alteratif energi pengganti fossil-fuel.

2.      Menganalisis  potensi panas bumi sebagai energi alternative.

3.      Mengetahui potensi Indonesia akan panas bumi.

D. Manfaat Studi Pustaka

1.      Menemukan energi alternative yang relevan dan terbarukan.

2.      Mencegah efek rumah kaca akibat pemanasan global dari segi energi.

3.      Mengetahui penggunaan panas bumi sebagai bahan bakar generator listrik.

4.      Mengetahui potensi energi panas bumi di Indonesia.

  

BAB II

GEOTHERMAL

A. Geothermal

1.  Pengertian

 Geothermal berasal dari bahasa Yunani, geo dan  termos. Geo  berarti bumi dan termos berarti panas. Secara bahasa geothermal berarti panas yang terdapat di bumi. Daya panas bumi ialah kekuatan diekstrasi dari panas yang tersimpan di bumi. Energi panas bumi berasal dari formasi asli planet ini, dari peluruhan radioaktif mineral, dan dari energi matahari yang diserap oleh permukaan bumi¹.

Panas bumi adalah anugerah alam yang merupakan sisa-sisa panas dari hasil reaksi nuklir yang pernah terjadi pada awal mula terbentuknya bumi dan alam semesta ini. Reaksi nuklir yang masih terjadi secara alamiah di alam semesta pada saat ini adalah reaksi fusi nuklir yang terjadi di matahari dan juga bintang-bintang yang tersebar di jagat raya. Reaksi fusi nuklir alami tersebut menghasilkan panas berorde jutaan derajat Celcius.

Sumber energi panas bumi berbentuk magma yang tertimbun di perut bumi.Energi panas bumi adalah termasuk energi primer yaitu energi yang diberikan oleh alam seperti minyak bumi, gas bumi, batubara dan tenaga air. Energi ini terbarukan karena prosesnya berkelanjuta selama lingkungan masih terjaga keseimbangannya.daya Panas Bumi dianggap berkelanjutan karena diproyeksikan setiap ekstraksi panas lebih kecil dibandingkan dengan konten panas bumi. Bumi memiliki kandungan panas internal 1031 joule (3,1015 TW · jam) [8] Sekitar 20% dari hal ini adalah sisa-sisa panas dari akresi planet., Dan sisanya diberikan untuk lebih tinggi tingkat peluruhan radioaktif yang ada di masa lalu

                             .

¹ http://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_power

2. Sejarah Geothermal

Panas bumi pertama kali digunakan sebagai pemandian air panas dan pemanas ruangan sejak zaman Paleolithic. Berbentuk sebuah kolam batu di gunung Lisan Cina dibangun pada Dinasti Qin pada abad ke-3 SM, di situs  yang sama dimana istana Huaqing Chi kemudian dibangun.

Pada abad pertama Masehi, Roma menaklukkan Aquae sulis, sekarang Bath, Somerset, Inggris, dan menggunakan sumber air panas disana untuk pemandian umum dan pemanasan ruangan. Biaya penerimaan untuk pemandian ini mungkin mewakili penggunaan komersial pertama tenaga panas bumi. Distrik tertua yang menggunakan panas bumi sebagai system pemanas adalah Chaudes-Aigues, Perancis, telah beroprasi sejak abad ke-14. Pemanfaatan industri awal dimulai pada 1827 dengan menggunakan uap air panas untuk mengekstrak asam borat dari lumpur gunung berapi di Larderello, Italia.

Pada tahun 1892 di Amerika system pemanas pertama di distrik Boise, Idaho yang didukung langsung oleh energi panas bumi, dan kemudian diterapkan di Klamath Falls, Oregon tahun 1900. Sumur panas bumi yang mendalam digunakan untuk memanaskan rumah kaca di Boise pada tahun 1926, dan geyser digunakan untuk memanaskan rumah kaca di Islandia dan Tuscany pada waktu yang sama. Charlie Lieb mengembangkan penukar panas downhole pertama pada tahun 1930 untuk memanaskan rumahnya. Uap dan air panas dari geysers mulai digunakan sebagai pemanas rumah di Islandia pada tahun 1943.

Pada abad ke-20 permintaan listrik yang mendesak menyebabkan pertimbangan  listrik tenaga panas bumi sebagai sumber pembangkit. Pangeran Conti Pierro Ginori bekerja sama dengan Larderello menguji generator listrik pertama panas bumi pada tanggal 4 Juli 1904 dengan mengekstrasi asam panas bumi. Hal ini berhasil menyalakan empat bola lampu. Kemudian, pada tahun 1911, pembangkit listrik komersial pertama di dunia dibangun. Itu adalah satu-satunya produsen di dunia industri listrik panas bumi sampai dibangun pabrik pada tahun 1958 di Selandia Baru. Pada saat itu, Lord Kelvin sudah menemukan pompa panas tahun 1852, dan Heinrich Zoelly telah mematenkan ide menggunakannya untuk menarik panas dari tanah pada tahun 1912. J. Donald Kroeker merancang pompa panas bumi komersial pertama untuk memanaskan Gedung Commonwealth (Portland, Oregon) pada tahun 1946.

Pada tahun 1960, Gas dan Listrik Pasifik mulai beroperasi dari pembangkit listrik tenaga panas bumi pertama yang berhasil menghasilkan listrik dari geysers di California, Amerika Serikat. Mesin itu berlangsung selama lebih dari 30 tahun dan menghasilkan listrik bersih 11 MW.

Pembangkit siklus biner pertama kali ditunjukkan pada tahun 1967 di Uni Soviet dan kemudian diperkenalkan ke Amerika Serikat pada tahun 1981. Teknologi ini memungkinkan generasi listrik dari sumber daya suhu yang lebih rendah daripada sebelumnya. Pada tahun 2006, pabrik siklus biner di Chena Hot Springs, Alaska dioperasikan dan menghasilkan listrik dari temperature fluida rekor terendah 57 ^o C (135 ^o F)².

______________

²Dalam industri panas bumi suhu rendah berarti suhu 300 ^o F (149 ^o C)

B.     Mekanisme Pemanfaatan Geothermal

Daya panas bumi dianggap berkelanjutan karena memproyeksikan panas lebih kecil dibandingkan dengan konten panas bumi. Bumi memiliki kandungan panas internal 1031 joule (3,1015 TW/jam). Sekitar 20 % dari hal ini adalah sisa-sisa panas dari akresi planet, dan sisanya diberikan untuk tingkat peluruhan radioaktif lebih tinggi yang ada di masa lalu.

Pembangkit listrik panas bumi secara tradisional dibangun secara eksklusif di tepi lempeng tektonik dimana sumber daya panas bumi temperature tinggi yang tersedia di dekat permukaan bumi. Pembangunan pembangkit listrik siklus biner dan perbaikan dalam teknologi pengeboran dan ekstaksi memungkinkan ditingkatkannya system panas bumi pada rentang geografis jauh lebih besar. Peragaan proyek operasional tersebut terdapat di Landau-Pfalz, Jerman, dan Soultz-sous-Forets, Perancis, sementara upaya awal di Basel, Swiss ditutup setelah dipicu gempa bumi. Proyek percontohan lainnya sedang dalam tahap pembangunan di Australia, Britania Raya, dan Amerika Serikat.

Pemanfaatan energi panas bumi secara umum dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu pemanfaatan langsung dan pemanfaatan tidak langsung. Pemanfaatan langsung yaitu memanfaatkan secara langsung panas yang terkandung pada fluida panas bumi untuk berbagai keperluan, sedangkan pemanfaatan tidak langsung yaitu memanfaatkan energi panas bumi untuk pembangkit listrik.

Pemanfaatan energi panas bumi secara langsung dilakukan tanpa adanya konversi energi ke dalam bentuk lain. Karena sifatnya yang mudah, maka pemanfaatannya bisa dilakukan dalam berbagai cara. Untuk mengefektifkan penggunaannya, pemanfaatan secara langsung dilakukan sesuai dengan kebutuhan temperaturnya.

Sementara pemanfaatan tidak langsung atau pemanfaatan sebagai pembangkit listrik memerlukan konversi energi dan beberapa proses yang harus dilakukan. Untuk mendapatkan listrik dari panas bumi memerlukan proses pengkonversian energi fluida panas bumi.

Fluida panas bumi yang telah dikeluarkan ke permukaan bumi mengandung energi panas yang akan dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Hal ini dimungkinkan oleh suatu sistem konversi energi fluida panas bumi (geothermal power cycle) yang mengubah energi panas dari fluida menjadi listrik. Fluida panas bumi bertemperatur tinggi (>225 ^oC) telah lama digunakan di beberapa negara untuk pembangkit listrik, namun beberapa tahun terakhir ini perkembangan teknologi telah memungkinkan digunakannya fluida panas bumi bertemperatur sedang (150-225 ^oC) untuk pembangkit listrik³.

Selain temperature, faktor-faktor lain yang dipertimbanglan dalam memutuskan apakah suatu sumber daya panas bumi tepat untuk dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik adalah:

·      Sumber daya mempunyai kandungan panas atau cadangan yang besar, sehingga mampu memproduksi uap untuk jangka waktu yang cukup lama.

·      Sumber daya panas bumi menghasilkan fluida yang mempunyai pH

                                                          .

³          http://id_answer_yahoo.com/question/index?qid=20090324014818AAkOeKH

hampir netral⁵ agar laju korosinya relative rendah, sehingga fasilitas produksi tidak cepat terkorosi, selain itu hendaknya kecenderungan fluida membentuk skala yang relative rendah.

·      Resevoirnya tidak terlalu dalam, biasanya tidak lebih dari 3 km.

·      Sumber daya panas bumi terdapat di daerah yang relative tidak sulit dicapai.

·      Sumber daya panas bumi terletak di daerah dengan kemungkinan terjadinya erupsi hidrotermal yang relative rendah. Proses produksi fluida panas bumi dapat meningkatkan kemungkinan terjadinya erupsi hidrotermal.

Pembangkit Listrik Tenaga Panas bumi (PLTP) pada prinsipnya sama seperti Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), hanya pada PLTU, uap dibuat di permukaan menggunakan boiler (ketel uap), sedangkan pada PLTP, uap berasal dari reservoir panas bumi. Apabila fluida di kepala sumur berupa fasa uap, maka uap tersebut dapat dialirkan langsung ke turbin, dan kemudian turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang akan memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik. Apabila fluida panas bumi keluar dari kepala sumur sebagai campuran fluida dua fasa (fasa uap dan fasa cair) maka terlebih dahulu dilakukan proses pemisahan pada fluida. Hal ini dimungkinkan dengan melewatkan fluida ke dalam separator, sehingga fasa uap akan terpisahkan dari fasa cairnya. Fraksi uap yang dihasilkan dari separator inilah yang kemudian dialirkan ke turbin.

                                 .

5 pH netral = 7

Pada kandungan panas atau cadangan yang relative kecil, namun mempunyai suhu yang cukup tinggi untuk dimanfaatkan menjadi pembangkit listrik, potensi ini bisa digunakan untuk pembangkit listrik berskala kecil dengan kapasitas kecil, seperti di Fang, Thailand yang berkapasitas 300 kW.

Hotel Internasional Kirishima di Jepang termasuk unik dalam memanfaatkan tenaga panas bumi, selain untuk pemandian uap, hotel ini juga memiliki pembangkit tenaga panas bumi berskala rendah (100 kW) yang dibangun pada tahun 1983 dan masih digunakan sampai sekarang. Hotel ini juga menggunakan uap dari sumur panas bumi untuk pemanas dan penyejuk ruangan.

Secara singkat cara kerja pembangkit listrik panas bumi ialah pada daerah yang berprospek menghasilkan panas bumi, dibuat sumur pemboran. Dari sumur-sumur produksi ini akan menghasilkan uap. Uap selanjutnya akan dialirkan menuju separator untuk memisahkan uap dengan air. Umumnya lapangan panas bumi ini menghasilkan fluida dua fasa, yaitu uap dan air. Setelah bersih, uap ini akan dialirkan ke turbin, turbin selanjutnya akan memutar generator. Dan generator inilah yang akan mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.

Uap yang keluar dari turbin selanjutnya akan masuk ke kondensator untuk dikondensasikan. Uap akan berubah wujudnya menjadi cair yang disebut dengan kondensat. Kondensat ini kemudian dialirkan ke menara pendingin untuk mendinginkan suhunya. Lalu air yang sudah relatif dingin ini diinjeksikan kembali ke dalam bumi melalui sumur injeksi. Inilah yang menjadikan energi panas bumi sebagai energi yang berkelanjutan.

Dampak negatif pemanfaatan energi panas bumi terhadap lingkungan bisa dikatakan nol. Tidak ada emisi karbon, tidak ada hujan asam. Sehingga menjadikan panas bumi sebagai sumber energi yang ramah lingkungan.

 sampai keseimbangan baru tercapai dengan arus alam. Tiga tertua situs, di Larderello, Wairakei, dan geysers mengalami sampai keseimbangan baru tercapai dengan arus alam. Tiga tertua situs, di Larderello, Wairakei, dan geysers mengalami sampai keseimbangan baru tercapai dengan arus alam. Tiga tertua situs, di Larderello, Wairakei, dan geysers mengalami

C.    Efisiensi dan Efektivitas Geothermal

1. Efisiensi Geothermal

Efisiensi termal energi panas bumi bisa dibilang rendah, karena hanya berkisar 10-23%. Mengapa? Karena cairan panas bumi tidak mencapai suhu tinggi dari boiler. Hukum-hukum termodinamika membatasi efisiensi mesin panas dalam mengeluarkan energi yang bermanfaat. Sisa panas yang terbuang, kecuali dapat digunakan secara langsung ,tanpa perlu mengonversikan energi panas ke bentuk lain, dan lokal, misalnya rumah kaca, kayu pabrik, dan pemanasan distrik.

Sistem efisiensi material tidak mempengaruhi biaya operasional karena akan dialokasikan untuk perencanaan penggunaan bahan bakar, tetapi juga tidak mempengaruhi pengembalian modal yang digunakan untuk membangun pabrik. Untuk menghasilkan energi yang lebih besar dari yang dikonsumsi  oleh pompa, pembangkit listrik memerlukan bidang yang relatif panas dan siklus panas khusus. Karena listrik tenaga panas bumi tidak bergantung pada variabel sumber energi, tidak seperti, misalnya, angin, atau matahari, faktor kapasitas bisa sangat besar, hingga menunjukkan 96%. International Geothermal Association (IGA) telah melaporkan bahwa 10.715 megawatt (MW) dari tenaga panas bumi di 24 negara sedang online, yang diharapkan dapat menghasilkan 67.246 GWh listrik pada tahun 2010. [1] ini merupakan peningkatan 20% kapasitas online sejak 2005 . IGA proyek pertumbuhan 18.500 MW pada tahun 2015, karena proyek-proyek saat ini sedang dipertimbangkan, sering di daerah yang sebelumnya dianggap memiliki sumber daya exploitasi kecil. [1]

International Geothermal Association (IGA) melaporkan bahwa 10.715 megawatt (MW) dari tenaga panas bumi dari 24 negara sedang online, yang diharapkan dapat menghasilkan 67.246 GWh listrik pada tahun 2010. ini merupakan peningkatan 20% kapasitas online sejak 2005. IGA proyek pertumbuhan 18.500 MW pada tahun 2015, karena proyek-proyek saat ini sedang dipertimbangkan, sering di daerah yang sebelumnya dianggap memiliki sumber daya exploitasi kecil.

Pemanasan langsung jauh lebih efisien daripada pembangkit listrik dan tempat-tempat kurang menuntut persyaratan suhu pada sumber daya panas. Panas dapat berasal dari co-generasi melalui pembangkit listrik tenaga panas bumi atau dari sumur yang lebih kecil atau penukaran panas. Dikubur di tanah dangkal. Akibatnya, panas adalah pemanasan ekonomi di situs lebih banyak dari pembangkit listrik panas bumi.

Jika tanah panas tetap kering bumi tabung atau downhole penukar panas dapat mengumpulkan panas. Tetapi bahkan di daerah dimana tanah lebih dingin dari suhu ruangan, panas masih dapat diekstraksi dengan pompa panas bumi lebih efektif dan rapi daripada tungku konvensional. Perangkat ini menarik sumber daya yang sangat dangkal dan lebih dingin dari panas bumi teknik tradisional, dan mereka sering menggabungkan berbagai fungsi, termasuk AC, penyimpangan energi, koleksi energi matahari, dan pemanasan listrik. Pompa panas Panas Bumi dapat digunakan untuk ruang pemanasan dasarnya.

Dari segi ekonomi, daya panas bumi tidak memerlukan bahan baker (kecuali untuk pompa), oleh karena itu kebal terhadap bahan baker fluktuasi biaya, tetapi biaya modal adalah signifikan. Bor Account menghabiskan lebih dari setengah biaya, dan eksplorasi sumber daya melibatkan risiko yang signifikan. Sebuah tipikal baik doublet (ekstraksi dan sumur injeksi) di Nevada dapat mendukung 4,5 megawatt (MW) dan biaya sekitar $ 10 juta untuk latihan dengan tingkat kegagalan sekitar 20%.

Secara total, pembangunan pabrik listrik dan pengeboran sumur menghabiskan biaya sekitar 2-5.000.000 € per MW kapasitas listrik, sedangkan harga impas adalah 0,04-0,10 € per kW. Dengan biaya modal di atas  $ 4 juta per MW dan impas di atas $ 0,054 per jam kW.

2.    Efektivitas Geothermal

Panas bumi mendukung banyak aplikasi, aplikasi pemanasan menggunakan jaringan pipa air panas untuk memanaskan banyak bangunan di seluruh masyarakat. Di Reykjavik, Islandia, menghabiskan air dari distrik system pemanas disalurkan di bawah perkerasan dan trotoar untuk mencairkan salju.

Cairan yang diambil dari bumi membawa campuran gas, terutama karbon dioksida (CO₂),  hydrogen sulfide (H2S), metana (CH4) dan ammonia (NH3). Polutan tersebut berkontribusi terhadap pemanasan global, hujan asam, dan bau berbahaya jika dirilis. Pembangkit listrik panas bumi yang ada memancarkan rata-rata 122 kg (269 lb) CO2 per MW/jam listrik, sebagian kecil dari intensitas emisi dari bahan baker fosil konvensional.

Selain gas terlarut, air panas dari sumber panas bumi mengandung bahan kimia beracun seperti merkuri, arsenic, boron, antimo, dan garam, ini sebagai bahan kimia endapan air dingin. Bahan campuran tersebut dapat menyebabkan kerusakan lingkungan jika dirilis. Praktek modern suntik cairan didinginkan panas bumi kembali ke bumi untuk merangsang produksi kembali, juga untuk mengurangi risiko kerusakan lingkungan ini.

System Panas Bumi langsung berisi pompa dan kompresor, yang dapat mengkonsumsi energi dari sumber polusi. Beban parasit ini biasanya sebagian kecil dari output panas, sehingga selalu kurang polusi dari pemanasan listrik. Namun, jika listrik dihasilkan oleh pembakaran bahan bakar fosil, maka emisi bersih pemanasan panas bumi dapat langsung dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar untuk panas. Sebagai contoh, sebuah pompa panas bumi dengan menggunakan tenaga listrik dari pembangkit combined cycle gas alam akan menghasilkan sekitar seperti polusi lebih sebagai gas alam kondensasi tungku dengan ukuran yang sama. Oleh karena itu nilai lingkungan dari pemanasan langsung aplikasi panas bumi sangat tergantung pada intensitas emisi dari grid listrik tetangga.

Tanaman konstruksi dapat mempengaruhi stabilitas tanah. Subsidence telah terjadi di bidang Waireki di Selandika Baru dan dalam Staufen im Breisgau, Jerman. System panas bumi dapatmemicu gempa yang diakibatkan sebagai bagian dari rekah hidrolik. Proyek di Basel, Swiss dihentikan karena lebih dari 10.000 peristiwa gempa yang terukur hingga 3,4 Skala Richter terjadi salami 6 hari pertama injeksi air.

Panas Bumi memiliki tanah minimal dan persyaratan air tawar. Panas bumi tanaman menggunakan 3,5 kilometer persegi (1,4 sq mi) per gigawatt produksi listrik (bukan kapasitas) versus 32 dan 12 kilometer persegi (4,6 sq mi) untuk fasilitas batubara dan angin masing-masing. Mereka menggunakan 20 liter (5.3 US gal) air tawar per h-MW versus lebih dari 1.000 liter (260 US gal) per jam-MW untuk nuklir, batubara, atau minyak.

Perkiraan potensi pembangkit listrik energi panas bumi bervariasi enam kali lipat, 0,035-2 TW tergantung pada skala investasi. Upper estimasi sumber daya panas bumi mengasumsi sumur panas bumi sedalam 10 km (6 mil), sedangkan sumur panas bumi yang ada jarang lebih dari 3 km (2 mil). Penelitian yang paling baik di dunia adalah bor superdeep Kola dengan kedalaman 12 km (7 mil). Catatan ini baru ditiru oleh sumur minyak komersial, seperti Exxon Z-12 di lapangan the Chayvo, Sakhalin.

Meskipun listrik tenaga panas bumi secara global yang berkelanjutan, ekstraksi masih harus dipantau untuk mnghindari penurunan local. Selama puluhan tahun, sumur-sumur individu mengalami perubahan sampai keseimbangan baru tercapai dengan arus alam. Tiga situs tertua berada di Larderello, Wairakei, dan geysers mengalami penurunan output karena deplesi local. Panas dan air, dalam proporsi yang tidak pasti, diekstraksi lebih cepat daripada mereka diisi ulang. Jika produksi dikurangi dan air reinjected, sumur ini secara teoritis dapat kembali ke potensi mereka sepenuhnya. Strategi mitigasi tersebut telah dilaksanakan di beberapa situs. Keberlanjutan jangka panjang dari energi panas bumi telah ditunjukkan di lapangan Lardarello di Italia sejak tahun 1913, di lapangan Waireki di Selandia Baru sejak tahun 1958, dan pada bidang Geyser di California sejak tahun 1960.

D.    Kekurangan Geothermal

Meskipun energi panas bumi mempunyai banyak kelebihan tetapi  energi ini juga mempunyai beberapa kekurangan yang perlu diperhatikan diantaranya:

·         Air/cairan yang bersumber dari energi geothermal bersifat korosif.

·         Pada suhu relative rendah, sesuai hokum termodinamika, efisiensi system menurun.

·         Pembangunan pembangkit listrik geothermal juga mempengaruhi kestabilan tanah di area sekitarnya

·         Pembangkit listrik yang memanfaatkan energi geothermal dengan tipe dry steam dan flash steam melepaskan emisi karbon dioksida, nitrit oksida, dan sulfur meski dalam jumlah yang sangat kecil.

·         Air yang bersumber dari geothermal juga berbahaya bagi makhluk hidup jika dibuang ke sungai karena mengandung bahan-bahan berbahaya seperti merkuri, arsenic, antimony, dan sebagainya.

BAB III

GEOTHERMAL di INDONESIA

A.      Potensi Energi Geothermal di Indonesia

Dalam rangka memasuki era industrialisasi maka kebutuhan energi terus meningkat dan untuk mengatasi hal ini perlu dipikirkan penambahan energi melalui pemilihan energi alternative yangramah terhadap lingkungan. Salah satu energi alternative tersebut adalah pemanfaatan energi panas bumi yang cukup tersedia di Indonesia.

Keberhasilan pembangunan pada PELITA V telah meletakkan dasar-dasar pembangunan industri yang akan dilaksanakan pada PELITA VI dan tahun-tahun berikutnya, ternyata mempunyai konsekuensi dalam hal penyediaan energi listrik untuk dapat menggerakkan kegiatan industri yang dimaksud. Untuk mengatasi kebutuhan energi listrik yang terus meningkat ini, usaha diversifikasi energi mutlak harus dilaksanakan. Salah satu usaha diversifikasi energi ini adalah dengan memikirkan pemanfaatan energi panas bumi sebagai penyedia kebutuhan energi listrik tersebut. Dasar pemikiran ini adalah mengingat cukup tersedianya cadangan energi panas bumi di Indonesia, namun pemanfaatannya masih sangat sedikit. Indonesia sebagai Negara vulkanik mempunyai sekitar 217 tempat yang dianggap potensial untuk eksplorasi energy panas bumi.

Bila energi panas bumi yang cukup tersedia dimanfaatkan seoptimal mungkin, maka sekiranya kebutuhan energi listrik yang terus meningkat akan dapat dipenuhi bersama-sama sumber energi lainnya. Pengalaman dalam pemanfaatan energi panas bumi sebagai penyedia energi listrik seperti yang telah dilaksanakan di Jawa Tengah dan Jawa Barat akan sanagat membantu dalam pengembangan energi panas bumi lebih lanjut.

Energi panas bumi adalah termasuk energi primer, yaitu energi yang diberikan oleh alam seperti minyak bumi, gas bumi, batubara, dan tenaga air. Energi primer ini di Indonesia tersedia dalam jumlah sedikit (terbatas) dibandingkan dengan cadangan energi primer dunia. Sebagai gambaran sedikitnya atau terbatasnya energi tersebut adalah berdasarkan data pada Tabel I.

Tabel I..

Cadangan Energi Primer Dunia
Cadangan Minyak Bumi	Indonesia 1,1 %	Timur Tengah 70 %
Cadnagan Gas Bumi	Indonesia 1-2 %	Rusia 25 %
Cadangan Batubara	Indonesia 3,1 %	Amerika Utara 25 %

Pemakaian energi panas bumi yang selama ini sering terabaikan, ternyata sudah mulai diperhatikan sebagai usaha mencukupi kebutuhan energi di Indonesia. Hal ini tampak dari kenyataan bahwa pada tahun 1994/95 ( akhir Pelita V ) pangsa energi panas bumi hampir tak berarti hanya sekitar 0,6 % saja dari seluruh pemenuhan kebutuhan energi, akan tetapi pada tahun 1998/99 pangsa energi panas bumi telah naik hampir 3 kali lipat menjadi 1,7 %. Keadaan ini sudah barang tentu sangat memberikan harapan bagi pengembangan energi panas bumi pada masa mendatang.

Berikut adalah data tabel pemanfaatan energi panas bumi di beberapa Negara sebagai perbandingan dengan indonesia.

Tabel II.

Pemanfaatan dan Perkembangan Panas Bumi di berbagai Negara
Negara	1976 (MW)	1980 (MW)	1985 (MW)	2000 (MW)
Amerika Serikat Italia Filipina Jepang Selandia Baru Meksiko Islandia Rusia Turki China Indonesia Argentina Kanada Spanyol	522 421 - 68 192 78,5 2,5 3 0,5 1 - - - -	908 455 443 218 203 218 64 5,7 0,5 3 2,3 - - -	3.500 800 1.726 6.900 282 1.000 150 - 400 50 32,3 20 10 25	30.000 - 4.000 48.000 352 10.000 500 - 1.000 200 3.500 - - 200
Jumlah	1.288,5	2.520,5	14.895,3	97.752

Dilihat dari data tabel diatas tampak bahwa pemenuhan kebutuhan energi listrik pada beberapa Negara melalui pemanfaatan energi panas bumiterus meningkat. Angka-angka untuk berbagai Negara pada tahun 2000 masih merupakan perkiraan yang masih terus dikaji ulang.

Indonesia sebagai negeri vulkanik memiliki 217 tempat yang diperkirakan potensial sebagai sumber energi panas bumi. Berdasarkan perkiraan data tahun 1997 potensi energi panas bumi di Indonesia adalah sebagai yang tertera dalam Tabel III .

Potensi Energi Panas Bumi di Indonesia
Daerah Sumber Energi Panas Bumi	Potensi Energi Panas Bumi (MW)
Sumatera Jawa Sulawesi Nusa Tenggara Maluku Irian Jaya	9.562 5.331 1.300 200 100 165
Jumlah Keseluruhan	16.658

Dilihat dari tabel II, tampak bahwa pemanfaatan energi panas bumi di Indonesia pada tahun 1985 baru 32,3 MW, sedangkan menurut data terakhir sampai dengan tahun 1997 energi panas bumi yang sudah dimanfaatkan mencapai 305 MW. Dalam kurun waktu sekitar 10 tahun telah terjadi kenaikan kurang lebih 10 kali, suatu kenaikan yang cukup signifikan dalam hal pemanfaatan energi panas bumi. Padahal pemanfaatan yang mencapai 305 MW pada tahun 1997 tersebut baru 1,83 % dari potensi energi panas bumi yang ada.

Pemanfaatan energi panas bumi 1,83 % dari total potensi yang tersedia sudah barang tentu masih sangat kecil. Oleh karena itu, kemungkinan untuk menaikkan pangsa pemanfaatan energi panas bumi masih sangat terbuka lebar, dengan kata lain bahwa prospek pemanfaatan energi panas bumi di Indonesia masih sangat menguntungkan bagi para penanam modal yang akan bergerak dalam bidang energi panas bumi. Hal ini terbukti dengan akan dibangunnya lagi 4 unit berkekuatan 55 MW di Gunung Salak Jawa Barat, suatu proyek patungan antara pertamina dan PT. Unocoal Geothermal Indonesia. Proyek-proyek berikutnya sudah barang tentu akan segera disusul oleh penanam modal lainnya, mengingat bahwa kebutuhan energi di Indonesia yang terus meningkat.

B.      Pemanfaatan Energi Geothermal di Indonesia

1.    Energi Geothermal di Indonesia.

i.      Energi panas bumi “uap basah”.

Pemanfaatan energi panas bumi yang ideal adalh bila panas bumi yang keluar dari perut bumi berupa uap kering, sehingga dapat digunakan langsung untuk menggerakkan turbin generator listrik. Namun uap kering yang demikian ini jarang ditemukan termasuk di Indonesia dan pada umumnya uap yang keluar berupa uap basah yang mengandung sejumlah air yang harus dipisahkan terlebih dulu sebelum digunakan untuk menggerakkan turbin.

Uap basah yang keluar dari perut bumi pada mulanya berupa air panas bertekanan tinggi yang pada saat menjelang permukaan bumi terpisah menjadi kira-kira 20 % uap dan 80 % air. Atas dasar ini maka untuk dapat memanfaatkan jenis uap basah ini diperlukan separator untuk memisahkan antara uap dan air. Uap yang telah dipisahkan dari air diteruskan ke turbin untuk menggerakkan generator listrik, sedangkan airnya disuntikkan kembali ke dalam bumi untuk menjaga keseimbangan air dalam tanah.

ii.    Energi panas bumi “air panas”.

Air panas yang keluar dari perut bumi pada umumnya berupa air asin panas yang disebut “brine” dan mengandung banyak mineral. Karena banyaknya kandungan mineral ini, maka air panas tidak dapat digunakan langsung sebab dapat menimbulkan penyumbatan pada pipa-pipa sistim pembangkit tenaga listrik. Untuk dapat memanfaatkan energi panas bumi jenis ini, digunakan sistem biner ( dua buah sistem utama) yaitu wadah air panas sebagai sistem primernya dan sistem sekundernya berupa alat penukar panas (heat exchanger) yang akan menghasilakn uap untuk menggerakan turbin.

iii.  Energi panas bumi “batuan panas”.

Energi panas bumi jenis ini berupa batuan panas yang ada dalam perut bumi akibat berkontak dengan sumber panas bumi (magma). Energi panas bumi ini harus diambil sendiri dengan cara menyuntikkan air ke dalam batuan panas dan dibiarkan menjadi uap panas, kemudian diusahakan untuk dapat diambil kembali sebagai uap panas untuk menggerakkan turbin. Sumber batuan panas pada umumnya terletak jauh di dalam perut bumi, sehingga untuk memanfaatkannya perlu teknik pengeboran khusus yang memerlukan biaya cukup tinggi.

2.    Prospek panas bumi di Indonesia

Indonesia mempunyai potensi pembangkit energi tenaga panas bumi yang bisa mencukupi kebutuhan energi di Indonesia yang semakin meningkat. Berikut ini beberapa lapangan panas bumi yang memiliki prospek untuk dikembangkan menjadi PLTP.

·         Lapangan Panas Bumi Margabayur di Lampung dengan potensi lapangannya sekitar 250 MW dan layak untuk dikembangkan pada tahap awal dengan kapasitas 2 x 55 MW. Pada lapangan panas bumi ini perlu melaksanakan pemboran sumur-sumur untuk memperoleh uap.

·         Lapangan Panas Bumi Lahendong yang memiliki potensi lapangan uapnya sebesar 250 MW dan layak untuk dikembangkan 2 x 20 MW.

·         Lapangan Panas Bumi Ulubelu-Lampung yang mempunyai potensi lapangannya sekitar 550 MW. Pada lapangan ini potensi panas bumi yang sudah dikembangkan swasta sekitar 110 – 300 MW dan sisanya masih ada sekitar 250 MW belum dikembangkan.

·         Lapangan Panas Bumi lainnya adalah kerinci. Lapangan-lapangan tersebut sekarang ini sedang dieksplorasi oleh Pertamina.

BAB IV

PENUTUP

A.      Kesimpulan

Setelah diadakan study pustaka maka penulis mengambil kesimpulan

1.        Geothermal berprospek baik sebagai pengganti bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik di dunia yang ramah lingkungan.

2.      Geothermal adalah energi yang terbarukan sehingga tidak mungkin habis dan dapat diperbaharui.

3.      prospek penggunaan energi geothermal di Indonesia cukup bagus namun masih kurang dimanfaatkan semaksimal mungkin.

B.      Saran

Pemanfaatan energi geothermal sebagai pengganti bahan bakar fosil seharusnya dilakukan semaksimal mungkin. Indonesia yang memiliki sumber energi geothermal yang berpotensi diharapkan dapat memanfaatkannya guna mngatasi krisis energi yang semakin mendesak.

Read More

Energi Alternatif Dengan Solar Cell

02.57 No Comments

MENGENAL SOLAR CELL SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF

Kebutuhan akan energi yang terus meningkat dan semakin menipisnya cadangan minyak bumi memaksa manusia untuk mencari sumber-sumber energi alternatif. Negara-negara maju juga telah bersaing dan berlomba membuat terobosan-terobosan baru untuk mencari dan menggali serta menciptakan teknologi baru yang dapat menggantikan minyak bumi sebagai sumber energi. Semakin menipisnya persediaan energi dan juga ketergantungan pada salah satu jenis energi dimana hingga saat ini pemakaian bahan bakar minyak sangat besar sekali dan hampir semua sektor kehidupan menggunakan bahan bakar ini, sementara itu bahan bakar minyak merupakan komoditi ekspor yang dominan untuk pendapatan negara.

            Dalam upaya pencarian sumber energi baru sebaiknya memenuhi syarat yaitu menghasilkan jumlah energi yang cukup besar, biaya ekonomis dan tidak berdampak negatif terhadap lingkungan. Oleh karena itu pencarian tersebut diarahkan pada pemanfaatan energi matahari baik secara langsung maupun tidak langsung dengan menggunakan panel sel surya yang dapat merubah energi matahari menjadi energi listrik yang dinamakan solar cell.

            Solar cell merupakan suatu panel yang terdiri dari beberapa sel dan beragam jenis. Penggunaan solar cell ini telah banyak di gunakan di negara-negara berkembang dan negara maju dimana pemanfaatannya tidak hanya pada lingkup kecil tetapi sudah banyak digunakan untuk keperluan industri sehingga energi matahari dapat dijadikan sebagai sumber energi alternatif.

            Energi matahari mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan energi lain. Keuntungan yang dapat diperoleh adalah jumlahnya cukup besar, kontinyu, tidak menimbulkan polusi, terdapat dimana-mana dan tidak mengeluarkan biaya. Penggunaan solar cell ini juga sangat cocok digunakan di jajaran TNI dimana seringnya pelaksanaan tugas di daerah terpencil yang belum terjangkau arus listrik maupun dimanfaatkan untuk alat dengan konsumsi listrik skala kecil sehingga dapat membantu tugas prajurit di lapangan dalam mendukung pertahan keamanan bangsa.

Klasifikasi Energi Matahari.        

            Solar Energy Panel dari NASA National Aeronautic and Space Administration) tahun 1997 mengklasifikasikan penggunaan energi matahari ke dalam dua sistem koleksi yaitu sistem koleksi alamiah dan sistem koleksi teknologi. Dari pengklasifikasian diatas untuk koleksi alamiah yaitu air, angin, bahan bakar organik dan perbedaan temperatur lautan sedangkan untuk koleksi teknologi terdapat dua aplikasi utama dari energi matahari yaitu produksi listrik (fotovoltaik) dan produksi panas thermal.

            Fotovoltaik digunakan untuk mengkonversikan intensitas radiasi matahari menjadi energi listrik. Energi panas dihasilkan juga dari radiasi matahari dan dapat dikumpulkan atau dipusatkan dengan pengumpul (kolektor). Energi panas ini biasanya  digunakan untuk kolektor matahari, pompa-pompa pemanas dan lain-lain.

Radiasi Surya.   

            Intensitas radiasi matahari akan berkurang oleh penyerapan dan pemantulan oleh atmosfer saat sebelum mencapai permukaan bumi. Ozon di atmosfer menyerap radiasi dengan panjang gelombang pendek ( ultraviolet ) sedangkan karbondioksida dan uap air menyerap  sebagian  radiasi  dengan panjang gelombang yang lebih panjang ( infra merah ). Selain pengurangan radiasi bumi langsung ( sorotan ) oleh penyerapan tersebut,  masih  ada  radiasi   yang   dipancarkan   oleh  molekul-molekul gas, debu dan uap air dalam atmosfer.

Ada tiga macam  cara  radiasi matahari/surya sampai ke permukaan bumi yaitu :

a.  Radiasi langsung ( Beam / Direct Radiation ).     

     Adalah radiasi yang mencapai bumi tanpa perubahan arah atau radiasi yang diterima oleh bumi dalam arah sejajar sinar datang.

b.  Radiasi hambur ( Diffuse Radiation ).    

     Adalah radiasi yang mengalami perubahan akibat pemantulan dan penghamburan.

c.   Radiasi total ( Global Radiation ).   Adalah penjumlahan radiasi langsung dan radiasi hambur.

     Misalnya data untuk suatu permukaan miring yang menghadap tanah tertutup salju serta menerima komponen radiasi karena pemantulan harus dirinci dulu kondisi  

     saljunya yaitu sifat pantulannya ( Reflektansi ). Karena itu radiasi total pada suatu permukaan bidang miring biasanya dihitung.

Sel Surya.   

            Sel surya terbuat dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub positif dan negatif. Tiap sel surya biasanya menghasilkan tegangan 0,5 volt. Sel surya merupakan elemen aktif ( Semikonduktor ) yang memanfaatkan efek fotovoltaik untuk merubah energi surya menjadi energi listrik.

            Pada sel surya terdapat sambungan ( junction ) antara dua lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing-masing diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” ( positif )  dan  semikonduktor  jenis  “N” ( negatif ).

Semikonduktor jenis-N dibuat dari kristal silikon dan terdapat juga sejumlah material lain ( umumnya posfor ) dalam batasan bahwa material tersebut dapat memberikan suatu kelebihan elektron bebas.

            Elektron adalah partikel sub atom yang bermuatan negatif, sehingga silikon paduan dalam hal ini disebut sebagai semikonduktor jenis-N ( Negatif ). Semikonduktor jenis-P juga terbuat dari kristal silikon yang didalamnya terdapat sejumlah kecil materi lain ( umumnya boron ) yang mana menyebabkan material tersebut kekurangan satu elektron bebas. Kekurangan atau hilangnya elektron ini disebut lubang ( hole ). Karena tidak ada atau kurangnya elektron yang bermuatan listrik negatif maka silikon paduan dalam hal ini sebagai semikonduktor jenis-P ( Positif ).

Prinsip Kerja Sel Surya.  

            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.
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 batere 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. Silikon jenis P merupakan lapisan permukaan yang dibuat sangat tipis supaya cahaya matahari dapat menembus langsung mencapai junction. Bagian P ini diberi lapisan nikel yang berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positip. Di bawah bagian P terdapat bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai terminal keluaran negatip.

            Untuk mendapatkan daya yang cukup besar diperlukan banyak sel surya. Biasanya sel-sel surya itu sudah disusun sehingga berbentuk panel, dan dinamakan panel photovoltaic (PV). PV sebagai sumber daya listrik pertama kali digunakan di satelit. Kemudian dipikirkan pula PV sebagai sumber energi untuk mobil, sehingga ada mobil listrik surya. Sekarang, di luar negeri, PV sudah mulai digunakan sebagai atap atau dinding rumah. Bahkan Sanyo sudah membuat PV yang semi transparan sehingga dapat digunakan sebagai pengganti kaca jendela. Sel surya di Indonesia sudah mulai banyak dimanfaatkan, terutama sebagai energi penerangan di malam hari. Juga sudah dilakukan uji coba untuk membuat mobil tenaga surya. Sekarang, pemerintah sedang memikirkan untuk mengembangkan pemanfaatan sel surya ke daerah-daerah transmigrasi. 

Daya Dan Efisiensi.          

            Sebelum mengetahui daya sesaat yang dihasilkan  kita harus mengetahui energi yang diterima, dimana energi tersebut adalah perkalian intensitas radiasi yang diterima dengan luasan dengan persamaan :

            E = I_r x A  

dimana :   

            I_r  =  Intensitas radiasi matahari ( W/m²)

            A =  Luas permukaan (m²)

            Sedangkan untuk besarnya daya sesaat yaitu perkalian tegangan dan arus yang dihasilkan oleh sel fotovoltaik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

            P = V x I

dimana :

            P  = Daya (Watt),

            V = Beda potensial (Volt)

             I  = Arus  (Ampere)  

         Radiasi surya yang mengenai sel fotovoltaik dengan menggunakan alat pyranometer  adalah dalam satuan mV sehingga harus dikonversikan menjadi W/m² , persamaan  yang digunakan adalah :

                                      I_r (mV)

                            I_r =   _______   x 1000     (W/m²)

                                      21,13                    

            Efisiensi yang terjadi pada sel surya adalah merupakan perbandingan daya yang dapat  dibangkitkan oleh sel surya dengan energi input yang diperoleh dari sinar matahari. Efisiensi yang digunakan adalah efisiensi sesaat pada pengambilan data.

Read More