Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Encyclopedia

Bidang: Ensiklopedia

China

Definisi Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Pembangkit listrik tenaga surya menghasilkan listrik menggunakan energi surya, yang dibedakan menjadi pembangkit fotovoltaik (PV) dan pembangkit tenaga surya terkonsentrasi (CSP).

Pembangkit Listrik Fotovoltaik

Mengubah cahaya matahari langsung menjadi listrik menggunakan sel surya dan termasuk komponen seperti modul surya, inverter, dan baterai.

Pembangkit listrik fotovoltaik adalah sistem PV skala besar yang terhubung ke jaringan dan dirancang untuk menghasilkan listrik dalam jumlah besar dari radiasi surya. Pembangkit listrik fotovoltaik terdiri dari beberapa komponen, seperti:

Modul surya: Unit dasar dari sistem PV, terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Sel surya, biasanya terbuat dari silikon, menyerap foton dan melepaskan elektron, menciptakan arus listrik. Modul surya dapat disusun secara seri, paralel, atau seri-paralel, tergantung pada kebutuhan tegangan dan arus sistem.

Struktur penyangga: Bisa tetap atau dapat diatur. Struktur tetap lebih murah tetapi tidak mengikuti pergerakan matahari, mungkin mengurangi output. Struktur yang dapat diatur miring atau berputar untuk melacak matahari, meningkatkan produksi energi. Mereka bisa manual atau otomatis, tergantung pada kontrol yang diperlukan.

Inverter: Perangkat ini mengubah arus searah (DC) yang dihasilkan oleh modul surya menjadi arus bolak-balik (AC) yang dapat disalurkan ke jaringan atau digunakan oleh beban AC.

Inverter dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: inverter pusat dan mikro-inverter. Inverter pusat adalah unit besar yang menghubungkan beberapa modul surya atau array dan memberikan satu output AC. Mikro-inverter adalah unit kecil yang terhubung ke setiap modul surya atau panel dan memberikan output AC individual. Inverter pusat lebih efektif biaya dan efisien untuk sistem skala besar, sementara mikro-inverter lebih fleksibel dan andal untuk sistem skala kecil.

Kontroler pengisian: Mengatur tegangan dan arus dari modul surya untuk mencegah overcharging atau over-discharging baterai. Mereka ada dalam dua jenis: pulse width modulation (PWM) dan maximum power point tracking (MPPT). Kontroler PWM lebih sederhana dan murah tetapi membuang beberapa energi. Kontroler MPPT lebih efisien dan mengoptimalkan output energi dengan mencocokkan titik daya maksimum modul surya.

Baterai: Perangkat ini menyimpan listrik berlebih yang dihasilkan oleh modul surya atau array untuk digunakan nanti ketika tidak ada cahaya matahari atau ketika jaringan turun. Baterai dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: baterai timbal-asam dan baterai lithium-ion. Baterai timbal-asam lebih murah dan lebih banyak digunakan, tetapi memiliki densitas energi yang lebih rendah, umur pakai yang lebih pendek, dan memerlukan perawatan yang lebih banyak. Baterai lithium-ion lebih mahal dan kurang umum, tetapi memiliki densitas energi yang lebih tinggi, umur pakai yang lebih lama, dan memerlukan perawatan yang lebih sedikit.

Sakelar: Menghubungkan atau memutus bagian-bagian sistem, seperti modul surya, inverter, dan baterai. Mereka bisa manual atau otomatis. Sakelar manual membutuhkan operasi manusia, sementara sakelar otomatis bekerja berdasarkan kondisi atau sinyal yang telah ditentukan.

Meter: Perangkat ini mengukur dan menampilkan berbagai parameter sistem, seperti tegangan, arus, daya, energi, suhu, atau irradiansi. Meter bisa analog atau digital, tergantung pada jenis tampilan dan akurasi yang diperlukan. Meter analog menggunakan jarum atau dial untuk menunjukkan nilai, sementara meter digital menggunakan angka atau grafik untuk menunjukkan nilai.

Kabel: Kabel-kabel ini menghantarkan listrik antara komponen-komponen sistem yang berbeda. Kabel dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: kabel DC dan kabel AC. Kabel DC membawa arus searah dari modul surya ke inverter atau baterai, sementara kabel AC membawa arus bolak-balik dari inverter ke jaringan atau beban.

Bagian generasi mencakup modul surya, struktur penyangga, dan inverter yang menghasilkan listrik dari cahaya matahari.Bagian transmisi mencakup kabel, sakelar, dan meter yang menghantarkan listrik dari bagian generasi ke bagian distribusi.

Bagian distribusi mencakup baterai, kontroler pengisian, dan beban yang menyimpan atau mengonsumsi listrik.Diagram berikut menunjukkan contoh layout pembangkit listrik fotovoltaik:

Operasi pembangkit listrik fotovoltaik bergantung pada beberapa faktor, seperti kondisi cuaca, permintaan beban, dan status jaringan. Namun, operasi tipikal terdiri dari tiga mode utama: mode pengisian, mode pengosongan, dan mode grid-tie.

Mode pengisian terjadi ketika ada kelebihan cahaya matahari dan permintaan rendah. Dalam mode ini, modul surya menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang diperlukan. Listrik ekstra mengisi baterai melalui kontroler pengisian.

Mode pengosongan terjadi ketika tidak ada cahaya matahari atau permintaan beban tinggi. Dalam mode ini, modul surya menghasilkan lebih sedikit listrik daripada yang diperlukan oleh beban. Defisit listrik disuplai oleh baterai melalui inverter.

Mode grid-tie juga dapat terjadi ketika ada gangguan jaringan, dan diperlukan cadangan listrik. Dalam mode ini, modul surya menghasilkan listrik yang dapat digunakan oleh beban melalui inverter.

Keuntungan

Pembangkit listrik tenaga surya menggunakan energi terbarukan dan bersih yang tidak mengeluarkan gas rumah kaca atau polutan.

Pembangkit listrik tenaga surya dapat mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan meningkatkan keamanan dan diversifikasi energi.

Pembangkit listrik tenaga surya dapat menyediakan listrik di daerah terpencil di mana koneksi jaringan tidak layak atau tidak dapat diandalkan.

Pembangkit listrik tenaga surya dapat menciptakan lapangan kerja lokal dan manfaat ekonomi bagi komunitas dan wilayah.

Pembangkit listrik tenaga surya dapat memanfaatkan berbagai insentif dan kebijakan yang mendukung pengembangan dan penerapan energi terbarukan.

Kerugian

Pembangkit listrik tenaga surya membutuhkan area lahan yang luas dan mungkin memiliki dampak lingkungan pada satwa liar, vegetasi, dan sumber daya air.

Pembangkit listrik tenaga surya memiliki biaya modal awal yang tinggi dan periode balik modal yang panjang dibandingkan dengan pembangkit listrik konvensional.

Pembangkit listrik tenaga surya memiliki faktor kapasitas yang rendah dan bergantung pada kondisi cuaca dan siklus harian yang mempengaruhi output dan keandalannya.

Pembangkit listrik tenaga surya membutuhkan sistem cadangan atau penyimpanan untuk memastikan pasokan listrik yang berkelanjutan selama periode cahaya matahari rendah atau tidak ada.