Tenaga Surya

Di siang hari, setiap 1 meter persegi permukaan bumi yang langsung disinari matahari mendapatkan daya sekitar 1000 Watt. Ini dinamakan ‘solar irradiance’, namun ini bervariasi di tiap wilayah tergantung waktu dan lokasinya di permukaan bumi (Ehrlich, 2017).

Solar irradiance ini akan terus ada, sampai dengan 4,5 miliar tahun kedepan ketika matahari diprediksi akan memasuki fase ‘raksasa merah’.

Terdapat dua cara utama untuk memanen energi surya, yaitu:

  • Solar Photovoltaics (PV), menggunakan PV cells untuk mengkonversi incident solar radiation (insolation) langsung menjadi listrik, atau
  • Solar Thermal atau Concentrating Solar Power (CSP), menggunakan solar collectors untuk mengkonversi insolation menjadi panas

Diagram berikut menjabarkan jenis-jenis pemanfaatan energi surya:

Skema Jenis-jenis aplikasi energi surya

 

 

  • Solar Photovoltaics

 

Photovoltaics mengkonversi insolation menjadi arus listrik DC menggunakan semikonduktor yang memiliki efek photovoltaics. Material yang digunakan contohnya adalah silikon polycrystalline dan monocrystalline, amorphous silicon, cadmium telluride, and copper indium gallium selenide/sulfide (Jacobson, 2009).

Sistem kerja Energi Surya Photovoltaics (PSP, 2012)

 

 

  • Solar Thermal

 

Solar Thermal atau CSP umumnya hanya layak jika dioperasikan pada sistem pembangkitan skala besar,  tidak seperti Solar PV, yang juga efektif untuk skala kecil selevel rumah tangga.

Namun, teknologi solar thermal memiliki keunggulan, yaitu sistem penyimpanan energi menggunakan molten salt yang diinsulasi dengan baik akan jauh lebih efisien daripada penyimpanan listrik dalam baterai seperti pada sistem Solar PV.

 

  • Linear Concentrator

 

Ada dua cara, yang pertama adalah metode Parabolic Trough Solar Field Technology menggunakan reflektor berbentuk parabola untuk memfokuskan sinar matahari ke tabung pipa sepanjang garis fokus reflektor. Cairan khusus di dalam pipa tersebut akan menghantarkan panas ke turbin untuk memutar generator (SEH, 2012)

Parabolic Trough System (DOE/EERE, 2012).

Cara untuk ‘linear concentrator’ yang kedua yaitu Fresnel Reflectors, yang menggunakan sejumlah cermin datar untuk memfokus sinar matahari ke arah receiver yang diposisikan di atas cermin. Strukturnya lebih sederhana dibandingkan metode parabolik, sehingga mampu menampung lebih banyak cermin dalam satu area (USYD, 2010).

Fresnel Reflectors (DOE/EERE, 2012)

 

  • Dish/Engine Systems

 

Dish/Engine Systems menggunakan konsentrator berbentuk parabola guna memfokuskan sinar matahari pada receiver. Dish ini sangat optimum karena bisa men-tracking posisi matahari. Di dalam receiver, terdapat cairan atau gas yang dipanaskan oleh sinar matahari, dan kemudian mesin stirling untuk memproduksi listrik (SEH, 2012).

Dish/Engine System (DOE/EERE, 2012)

 

  • Solar Power Tower System

 

Solar Power Tower Systems memanfaatkan cermin-cermin heliostats pada area yang luas untuk memfokus sinar matahari ke arah receiver terpusat pada puncak sebuah tower. Cairan khusus dalam receiver akan memanaskan boiler dan menghidupkan turbin, kemudian menjalankan generator listrik (SEH, 2012).

Solar Power Tower System (DOE/EERE, 2012)