Pengujian PV dan Pendukungnya

Sesuai denganPerpres no 5 Tahun 2006, Tentang Kebijakan Energi Nasional, dialokasikan untuk energi terbarukan di tahun 2025 nanti, penggunaan energi baru dan energi terbarukan lainnya khususnya biomassa, nuklir, tenaga air, tenaga surya dan tenaga angin menjadi lebih dari 5% (lima persen).
Dengan alokasi seperti diatas, pada tahun 2025 akan diperlukan banyak sekali modul Fotovoltaik. Diperkirakan akan diperlukan sekitar 1500 MWp modul Fotovoltaik ditahun 2025.Untuk antisipasinya mulai saat ini diperlukan persiapan untuk menyambut program tersebut.

Saat ini banyak sekali permintaan kepada industri swasta nasional untuk menyediakan sistem PLTS oleh beberapa Departemen Teknis. Meningkatnya permintaan di Indonesia disebabkan adanya program pemerintah dalam melakukan diversifikasi suplai energi.Selain itu, pengujian komponen sistem pembangkit Fotovoltaik telah terakreditasi oleh Komite Akreditasi Nasional (KAN) sejak tahun 2004. Berbagai komponen sistem Fotovoltaik yang biasa digunakan pada sistem pembangkit Fotovoltaik dapat diuji di B2TKE Serpong, Tangerang Selatan.Peralatan tersebut, Modul Fotovoltaik, Baterai, Battery Charge Regulator (BCR) dan Lampu (Ballast).Dengan fasilitas uji ini masyarakat pengguna sistem pembangkit Fotovoltaik dapat dibantu untuk pemilihan produk yang ditawarkan oleh para pengusaha sistem Fotovoltaik, sehingga mereka dapat memilih dengan benar komponen mana yang patut dibeli dan mana yang kurang.
B2TKE adalah satu-satunya lembaga pengujian yang terakreditasi oleh KAN di Indonesia untuk pengujian komponen sistem pembangkit Fotovoltaik.Namun saat ini perlu adanya peningkatan fasilitas uji dan revitalisasi peralatan uji.Rencana kedepan peningkatan fasilitas uji adalah kemampuan pengujian baterai berupa cranking test, fasilitas uji pompa air Fotovoltaik dan pengujian Lux Lampu, serta revitalisasi peralatan uji antara lainya oscilloscope, metering sistem serta kalibrasi peralatan.

I. Sel Surya atau Sel Fotovoltaik
Sel Surya atau sel fotovoltaik berasal dari bahasa Inggris “photovoltaic”. kata Photovoltaic berasal dari dua kata “photo”berasal dari kata Yunani yakni “phos” yang berarti cahaya; dan kata “volt” adalah nama satuan pengukuran arus listrik yang diambil dari nama penemu Alessandro Volta (1745-1827), sebagai pionir dalam mempelajari teknologi kelistrikan. Jadi secara harfiah “photovoltaic” mempunyai arti Cahaya-Listrik, dan itu yang dilakukan Sel Surya yaitu merubah energi cahaya menjadi listrik, penemunya Edmond Becquerel dan kawan-kawan pada abad ke 18.

Bagaimana sel surya bekerja ?
Apabila suatu bahan semi konduktor seperti bahan silikon disimpan dibawah sinar matahari, maka bahan silikon tersebut akan melepaskan sejumlah kecil listrik yang biasa disebut efek fotolistrik.
Yang dimaksud efek fotolistrik adalah pelepasan elektron dari permukaan metal yang disebabkan penumbukan cahaya. Efek ini merupakan proses dasar fisis dari fotovoltaik merubah energi cahaya menjadi listrik.
Cahaya matahari terdiri atas partikel-partikel yang disebut sebagai “photons” yang mempunyai sejumlah energi yang besarnya tergantung pada panjang gelombang suatu “solar spectrum”.

Pada saat photon menumbuk sel surya maka cahaya tersebut akan dipantulkan atau diserap atau mungkin hanya diteruskan. Cahaya yang diserap membangkitkan listrik. Pada saat terjadinya tumbukan energi yang dikandung oleh photon ditransfer pada elektron yang terdapat pada atom sel surya yang merupakan bahan semi konduktor. Dengan energi yang didapat dari photon, elektron melepaskan diri dari ikatan normal bahan semi konduktor dan menjadi arus listrik yang mengalir dalam rangkaian listrik yang ada. Dengan melepaskan dari ikatannya, elektron tersebut menyebabkan terbentuknya lubang atau “hole”.

                                               Gambar 1. Sel surya mengubah energi matahari menjadi listrik

Apakah yang dimaksud modul surya itu ?
Untuk mendapatkan daya, dan tegangan listrik yang diinginkan, sel surya dihubungkan secara seri dan parallel kemudian dilaminasi dan diberi frame dan disebut Modul Surya. Umumnya modul surya mempunyai sistem tegangan kerja 12 Volt dan 24 Volt, serta mempunyai daya yang bervariasi mulai dari 10 Wp sampai dengan 300 Wp.

                                                                        Gambar 2. Modul surya

Kinerja modul surya digambarkan dengan karakteristik Kurva I-V, atau kurva Arus Listrik (I) terhadap Tegangan (V) seperti terlihat pada Gambar 3 di bawah ini. Modul surya akan menghasilkan arus listrik maksimum apabila tidak ada komponen Tahanan (R) pada rangkaian, dengan kata lain kita akan menghubung-singkatkan kutub positif dan kutub negatif. Arus maksimum biasa disebut sebagai Arus Hubung Singkat (Isc) yang terjadi pada saat Tegangan Modul Surya sama dengan nol(V=0). Sebaliknya, tegangan maksimum dihasilkan pada saat rangkaian tidak terhubung. Tegangan ini disebut sebagai Tegangan Terbuka (Voc), pada kondisi ini tahanan R sangatlah besar dan tidak ada sama sekali arus yang mengalir karena rangkaian listrik tidak terhubung atau dengan kondisi terbuka.

Dari kedua kondisi tahanan beban yang ekstrim, dan kondisidi antaranya digambarkan seperti pada gambar Kurva I-V dibawah ini, ArusListrik (I) ditunjukkan dengan sumbu Y dengan satuan Ampere, sedangkan Tegangan (V) ditunjukkan sebagai sumbu X dengan satuan Volt. Seperti terlihat pada gambar arus hubung singkat (Isc) terjadi pada saat tegangan sama dengan nol, dan tegangan terbuka (Voc) terjadi pada saat arus listrik sama dengan nol.
Besaran daya listrik dari modul surya terletak pada semua titik sepanjang kurva dengan satuan Watt. Watt didapatkan dengan cara mengalikan tegangan dan arus listrik (Watt = Volt x Ampere).
Pada titik Isc daya yang dihasilkan adalah nol dikarenakan tegangannya sama dengan nol. Demikian pula pada titik Voc daya listrik sama dengan nol dikarenakan arus listrik sama dengan nol. Daya maksimum yang dihasilkan terjadi pada “lutut” kurva.

Pada gambar dibawah terlihat bahwa daya maksimum terjadi pada saat tegangan mencapai 17 Volt dan arus listrik 2,5 Ampere, Oleh karena itu daya maksimum yang dihasilkan adalah 17 volt dikalikan dengan 2,5 Ampere adalah 42,5 Watt.
Daya maksimum umumnya disebut dengan daya puncak dengan notasi mp, jadi arus listrik pada posisi maksimum dituliskan sebagai Imp dan tegangan sebagai Vmp.


Gambar 3. Kurva arus-tegangan (I-V) modul surya

Kurva arus-tegangan setiap produk modul surya haruslah dibuat pada kondisi standar intensitas cahaya matahari dan temperatur modul surya, dikarenakan keluaran daya dari modul surya ini sangatlah tergantung kepada intensitas cahaya matahari dan temperatur modul surya tersebut.
Pengaruh intensitas cahaya matahari terhadap keluaran daya modul surya semakin besar, intensitas cahaya matahari yang jatuh dipermukaan modul surya akan semakin besar arus listrik yang dihasilkan, dengan kata lain intensitas cahaya matahari berbanding lurus dengan keluaran arus listrik. Sedangkan temperatur modul surya akan berbanding terbalik dengan keluaran tegangan yang dihasilkan, jadi semakin besar temperatur modul surya, tegangannya akan semakin menurun. Standar Kurva I-V suatu modul surya dibuat pada kondisi Intensitas Cahaya 1000 W/m2 dan Temperatur Modul Surya 25oC.

II. Pengujian Modul Fotovoltaik
Tujuan dari pengukuran dan pengujian modul fotovoltaik adalah, untuk memeriksa kesesuaian spesifikasi teknis yang diberikan oleh manufaktur, serta untuk memberikan gambaran teknis tentang unjuk kerja modul yang digambarkan melalui besaran daya keluaran maksimum (Pm) ataupun parameter lainnya, seperti fill factor (FF) yang menggambarkan besar kecilnya tahanan seri maupun shunt dari modul. Hasil pengujian/pengukuran tidak menetapkan kriteria lolos uji, akan tetapi dari unjuk kerja modul akan sangat berguna bagi konsumen, untuk mengetahui sejauh mana kesesuaian daya keluaran modul dengan spesifikasi yang dicantumkan oleh manufaktur, serta untuk mengetahui kualitas modul dari evaluasi terhadap parameter seperti fill factor.

Pengukuran pengujian modul fotovoltaik, yang berupa kurva karakteristik I-V, dilakukan berdasarkan prosedur yang tercantum pada standar nasional Indonesia SNI 04-3850.2-1995, yang dipublikasi oleh Badan Standarisasi Nasional pada tahun 1995. Pengujian dilakukan dengan menggunakan metoda pengujian indoor, dengan fasilitas pengujian SPIRE 4600 SLP, yang berfungsi sebagai sun simulator dan pencatat data pengukuran I-V. Peralatan tersebut telah memenuhi persyaratan yang tercantum dalam Standar Nasional Indonesia (SNI) 04-6205.9-2000. Pengukuran I-V dilakukan pada radiasi 1000 watt/m2 pada temperatur terkoreksi 25 oC. Seluruh data diolah secara otomatis dan diolah menjadi tampilan karakteristik I-V. Disamping karakteristik I-V, output pengukuran juga menampilkan besaran-besaran seperti Voc, Isc, Pmax, VPM, IPM, FF, Eff.

IV. Referensi
1. H.Thomas,B,Kroposki, and C.Witt (NREL), W.Bower (Sandia National Laboratory) “Progress in Photovoltaics Components and Systems”; Presented at 16th European Photovoltaic Solar Energy conference and exhibitions, Glasgow,Scotland, UK, 2000.
2. Martin.A.Green, Solar Cells, Operating Principles, Technology and System Applications, University of New South Wales ,Kensington, NSW 2033 Australia, 1998.
3. Prof Abubakar Lubis & Adjat Sudradjat, Pembangkit Listrik tenaga Surya Fotovoltaik, BPPT Press, 2006.
4. Proposal teknis/ Program manual Pengujian Komponen Solar Home System
di Laboratorium Pengujian Komponen Sistem Fotovoltaik (LPKSF), Balai Besar Teknologi Konversi Energi (B2TKE)
5. Prosedur Internal LPKSF – B2TKE
6. StandarSNI 04-3850.2-1995

oleh : Anita Faradilla

spacer

2 comments on “Pengujian PV dan Pendukungnya

    1. troika_smg

      Betul sekali Pak/Ibu, Mari kita dunkung pemanfaatan Energi Terbarukan dalam hal Ini Energi Surya

Leave a reply