Teknik Energi - Pemanfaatan Energi Matahari Beserta Kelebihan dan Kekurangannya

   

    

      Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari. Tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menggunakan fotosintesis. Kita memanfaatkan energi ini dengan memakan dan membakar kayu. Bagimanapun, istilah “tenaga surya” mempunyai arti mengubah sinar matahari secara langsung menjadi panas atau energi listrik untuk kegunaan kita. dua tipe dasar tenaga matahari adalah “sinar matahari” dan “photovoltaic” (photo- cahaya, voltaic=tegangan) Photovoltaic tenaga matahari: melibatkan pembangkit listrik dari cahaya. Rahasia dari proses ini adalah penggunaan bahan semi konduktor yang dapat disesuaikan untuk melepas elektron, pertikel bermuatan negative yang membentuk dasar listrik.

Konversi Energi Photovoltaic

            Pada cara ini energi sinar / cahaya matahari langsung dikonversikan menjadi energi listrik. Energi pancaran matahari dapat diubah menjadi arus searah dengan mempergunakan lapisan-lapisan tipis dari silikon atau bahan-bahan semi konduktor lainnya. Sebuah kristal silinder silikon yang prolitis hampir murni diperoleh dengan mencairkan silikon dalam tungku suhu tinggi dengan tahanan atmosfer yang diatur. Sel surya silikon dikembangkan dalam tahun 1955 oleh Bell Laboratoris (USA) dan banyak dipergunakan bagi kendaraan-kendaraan ruang angkasa dan satelit-satelit selama 20 tahun terakhir.
            Pada kehidupan sehari-hari saat ini, sudah menjadi hal umum piranti kecil, seperti kalkulator menggunakan solar sel yang sangat kecil. Photovoltaic juga digunakan untuk menyediakan listrik di wilayah yang tidak terdapat jaringan pembangkit tenaga listrik. Penggunaan sel photovoltaic sebagai desain utama oleh para arsitek semakin meningkat. Sebagai contoh, atap ubin atau slites solar dapat menggantikan bahan atap konvsional. Modul film yang fleksibel bahkan dapat diintegrasikan menjadi atap vaulted, ketika modul semi transparan menyediakan percampuran yang menarik antara bayangan dengan sinar matahari. Sel photovoltaic juga dapat digunakan untuk menyediakan tenaga maksimum ke gedung pada saat hari di musim panas ketika sistem AC membutuhkan energi yang besar, hal itu membantu mengurangi beban maskimum elektik.Baik dalam skala besar maupun skala kecil photovoltaic dapat mengantarkan tenaga ke jaringan listrik, atau dapat disimpan dalam selnya.

Prinsip Pemanasan Langsung

            Dalam hal ini sinar matahari memanasi langsung benda yang akan dipanaskan atau memanasi secara langsung medium, misalnya air yang akan dipanaskan. Sebenarnya cara ini telah lama dikenal, misalnya menjemur pakaian, membuat ikan kering, membuat garam dari laut. Dengan cara pemanasan langsung ini, suhu yang akan diperoleh tidak akan melampaui 100 derajat Celcius. Cara ini dapat lebih efektif bila mempergunakan pengumpul panas yang disebut kolektor. Sinar matahari dikonsentrasikan dengan kolektor ini pada satu tempat sehingga diperoleh suatu suhu yang lebih tinggi. Bentuk kolektor parabolik bulat melandaskan prinsip kompor surya. Prinsipnya adalah sebagai berikut : cahaya matahari ditampung dengan sebuah cermin cekung yang bergaris tengah + 2 m, sehingga cahaya matahari akan terkumpul dalam satu fokus. Pada fokus itu dipasang lempengan logam sehingga logam akan menjadi panas sekali, kemudian di atas lempengan logam itulah kita memasak.

Konversi Surya Termis Elektris (KSTE)

            Pada cara ini yang dipanaskan adalah juga air, akan tetapi panas yang terkandung dalam air itu akan dikonversikan menjadi energi listrik. Pada prinsipnya, KSTE memerlukan sebuah konsentrator optik untuk pemanfaatan radiasi surya, sebuah alat untuk menyerap energi yang dikumpulkan, suatu sistem pengangkut panas, dan sebuah mesin yang agak konvensional untuk pembangkit tenaga listrik. Diperkirakan bahwa sebuah unit KSTE dari 100 MW listrik akan mempunyai 12.500 buah heliostat dengan permukaan refleksi masing-masing seluas 40 m2, sebuah menara penerima setinggi 250 m yang memikul sebuah penyerap untuk membuat uap bagi sebuah turbin selama 6-8 jam.

Keuntungan energi matahari :

1. 1)      Matahari hampir tak terbatas sebagai sumber energi, dan energi surya tidak dapat habis, tidak seperti bahan bakar fosil yang akhirnya akan habis.
2. 2)      Energi surya merupakan sumber energi yang ramah lingkungan karena tidak memancarkan emisi karbon berbahaya yang berkontribusi terhadap perubahan iklim seperti pada bahan bakar fosil.
3. 3)      Matahari merupakan sumber energi yang benar-benar bebas (gratis) untuk digunakan oleh setiap orang.
4. 4)      Lebih banyak energi matahari yang kita gunakan maka semakin sedikit kita bergantung pada bahan bakar fosil.
5. 5)      Dalam jangka panjang energi surya akan menghemat pengeluaran uang untuk energy.
6. 6)      Panel surya beroperasi tanpa mengeluarkan suara (tidak seperti turbin angin besar) sehingga tidak menyebabkan polusi suara. Panel surya biasanya memiliki umur yang sangat lama, minimal 30 tahun, dan biaya pemeliharaannya sangat rendah karena tidak ada bagian yang bergerak. Panel surya juga cukup mudah untuk diinstal.
7. 7)      Energi surya adalah salah satu pilihan energi terbaik untuk daerah-daerah terpencil, bilamana jaringan distribusi listrik tidak praktis atau tidak memungkinkan untuk di-instal.

Kelemahan energi matahari :

1. 1)      Biaya awal yang tinggi.
2. 2)      Proyek-proyek energi surya skala besar (pembangkit listrik tenaga surya yang besar) akan membutuhkan lahan yang luas, dan banyak air untuk tujuan pendinginan.
3. 3)      Banyak daerah di dunia yang tidak memiliki cukup sinar matahari untuk menjadikan energi surya bernilai ekonomis.
4. 4)      Panel surya juga perlu untuk ditingkatkan efisiensinya. Untuk mencapai tingkat efisiensi yang memadai dibutuhkan lokasi instalasi yang luas, dan panel surya ini idealnya diarahkan ke matahari, tanpa hambatan seperti pohon dan gedung tinggi.