Laman Tenaga Fotovoltaik

Encyclopedia

Medan: 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 secara langsung menjadi listrik menggunakan sel surya dan termasuk komponen seperti modul surya, inverter, dan baterai.

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

Modul surya: Unit dasar dari sistem PV, terbuat 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: Dapat tetap atau dapat disesuaikan. Struktur tetap lebih murah tetapi tidak mengikuti pergerakan matahari, mungkin mengurangi output. Struktur yang dapat disesuaikan dapat miring atau berputar untuk melacak matahari, meningkatkan produksi energi. Mereka dapat 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 dimasukkan ke jaringan atau digunakan oleh beban AC.

Inverter dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: inverter sentral dan mikro-inverter. Inverter sentral 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 individu. Inverter sentral lebih efisien biaya dan efisien untuk sistem berskala besar, sementara mikro-inverter lebih fleksibel dan andal untuk sistem berskala kecil.

Kontroler pengisian: Mengatur tegangan dan arus dari modul surya untuk mencegah overcharging atau over-discharging baterai. Mereka terdapat 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 yang 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 panjang, dan memerlukan perawatan yang lebih sedikit.

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

Meter: Perangkat yang mengukur dan menampilkan berbagai parameter sistem, seperti tegangan, arus, daya, energi, suhu, atau irradiansi. Meter dapat analog atau digital, tergantung pada tipe 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: Kawat yang mentransmisikan listrik antara komponen-komponen sistem. 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 termasuk modul surya, struktur penyangga, dan inverter yang menghasilkan listrik dari cahaya matahari.Bagian transmisi termasuk kabel, sakelar, dan meter yang mentransmisikan listrik dari bagian generasi ke bagian distribusi.

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

Operasi pembangkit listrik fotovoltaik tergantung 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 cahaya matahari berlebih dan permintaan rendah. Dalam mode ini, modul surya menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang diperlukan. Listrik ekstra tersebut 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 dipenuhi oleh baterai melalui inverter.

Mode grid-tie juga dapat terjadi ketika ada gangguan jaringan, dan cadangan listrik diperlukan. 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 pekerjaan lokal dan manfaat ekonomi bagi komunitas dan wilayah.

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

Kerugian

Pembangkit listrik tenaga surya memerlukan 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 pengembalian yang lama 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 memerlukan sistem cadangan atau penyimpanan untuk memastikan pasokan listrik yang kontinu selama periode cahaya matahari rendah atau tidak ada.