Stuktur panel surya

ilustrasi panel surya (unsplash.com/American Public Power Association)

Panel surya mempunyai struktur lapisan yang berbeda-beda. Salah satunya adalah yang disebut dengan sel. Sel-sel PV saling berhubungan satu dengan lainnya. Setelah melewati jari-jari, elektron dikumpulkan melewati busbar. Sisi negatif bagian atas sel itu terhubung ke belakang sel berikutnya melalui penghubung tembaga dan kemudian terhubung dalam sambungan seri. Untuk mendapatkan nilai tegangan yang diinginkan, dilakukan dengan cara menyambung secara seri atau paralel masing-masing PV.

Lembaran eva (Ethylene Vinyl Acetate) pada kedua sisi sel digunakan untuk melindungi goncangan, getaran, kelembaban, serta kotoran. Lembaran tersebut harus dapat menahan kelembaban dan suhu yang berubah-ubah. Ada dua jenis tampilan sel surya yang berbeda yaitu monokristalin dan polikristalin. Dalam panel surya polikristalin beberapa kristal berorientasi secara acak. Jika proses kimia polikristalin silikon satu langkah lebih jauh, sel-sel polikristalin akan menjadi sel-sel monokristalin. Sel-sel monokristalin memberikan tingkat konduktivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan sel polikrostalin. Akan tetapi, sel monokristalin lebih mahal sehingga tidak banyak digunakan.

Output dari PV diumpankan ke sebuah pengontrol yang disebut dengan Solar Charge Controller (SCC). SCC mengatur besaran tegangan dan arus listrik yang masuk ke beban maupun ke media penyimpan yaitu baterai. Baterai sebagai penyimpan energi harus disimpan dengan baik agar dapat menampung energi yang telah didapatkan dan tidak mudah rusak.

Agar dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi pada rumah tangga, sel surya perlu dilengkapi dengan inverter yang berfungsi untuk mengubah tegangan dc menjadi tegangan ac. Konfigurasi PLTS terbagi menjadi dua yaitu sistem pembangkit yang terhubung dengan jaringan listrik PLN yang sering disebut dengan on-grid dan sistem pembangkit yang tidak terhubung dengan PLN atau berdiri sendiri yang disebut dengan off-grid.

Pemeliharaan dan pemasangan

Area Kebun Bibit Rakyat di Desa Manggihan, Kecamatan Getasan, Kabupaten Semarang yang akan dipasang pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) oleh Fakultas Teknologi Industri Universitas Sultan Agung Semarang. (dok. FTI Unissula)

Pemeliharaan sel surya dibagi menjadi dua yaitu pedictive maintenance dan corrective maintenance. Tindakan prediktif yang pertama adalah pembersihan panel surya secara berkala agar daya tangkap sinar matahari selalu optimal.

Yang kedua adalah pembersihan dari vegetasi dan hewan di sekitar panel surya. Vegetasi berupa tanaman-tanaman pengganggu serta keberadaan hewan-hewan di sekitar panel yang memungkinkan untuk membuang kotoran sehingga dapat mengganggu kinerja panel surya. Inspeksi visual berupa pengecekan koneksi, perkabelan yang dimungkinkan terjadi kekendoran antar sambungan, status inverter, serta selalu menjaga kebersihan ruang panel dan pengecekan suhu ruang panel merupakan tindakan prediktif lainnya. Tindakan corrective maintenance adalah pemeliharaan perbaikan untuk optimalisasi sistem tanpa perlu pengadaan komponen utama.

Pemasangan serta pemosisian sel surya juga harus sesuai terhadap arah pancaran matahari. Sel surya dipasang secara miring agar dapat menangkap pancaran sinar matahari dengan baik dan juga bertujuan untuk mempermudah pemeliharaan. Jika terjadi lapisan debu atau kotoran lain, dengan posisi yang miring memudahkan untuk membersihkannya dengan cara mengelap atau menyiram dengan air. Posisi yang miring juga tidak menyebabkan air hujan menggenang di panel surya.

Pemasangan sel surya dapat ditempatkan pada atap bangunan (atau dapat sebagai atap itu sendiri) maupun ditempatkan di atas tanah secara langsung. Bahkan, pada beberapa waktu terakhir, sel surya ditempatkan di atas air seperti kolam maupun danau.

Pengaplikasian PLTS di desa mitra

Area Kebun Bibit Rakyat di Desa Manggihan, Kecamatan Getasan, Kabupaten Semarang yang akan dipasang pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) oleh Fakultas Teknologi Industri Universitas Sultan Agung Semarang. (dok. FTI Unissula)

PLTS cocok dengan kondisi di Indonesia yang daerahnya masih banyak sawah atau kebun yang tidak ada jaringan listriknya. Hal itu disebabkan sasaran utama jaringan listrik adalah pendistribusiannya ke pemukiman penduduk dan sentral industri.

Menurut Badan Pusat Statistik (BPS), luas lahan sawah di Indonesia sangatlah tinggi yaitu lebih dari tujuh juta hektar dan yang terluas adalah di Provinsi Jawa Tengah, yaitu lebih dari 1,2 juta hektar. Untuk meningkatkan produktivitas pertanian serta perkebunan diperlukan langkah-langkah modernisasi. Salah satu upaya modernisasi tersebut adalah dengan pengolahan secara baik dan terstruktur lahan pertanian atau perkebunan menggunakan teknologi modern. Sedangkan, teknologi tersebut tidak dapat terlepas dari peran energi listrik. Oleh karena itu, bentuk sumber energi mandiri seperti PLTS sangat cocok diterapkan di area persawahan maupun perkebunan.

Desa Manggihan yang terletak di kaki Gunung Merbabu di Kabupaten Semarang berupaya melakukan penyelamatan lahan pertanian dan perkebunan. Daerah yang masuk dalam Kecamatan Getasan itu menjadi salah satu daerah penyangga air bagi Danau Rawa Pening yang berada di bawahnya. Keberadaan Kebun Bibit Rakyat (KBR) memerlukan perhatian khusus dalam pengelolaannya.

Kebun tersebut sedang mengembangkan 25 ribu bibit tanaman sengon dan 10 ribu bibit alpukat untuk kemudian dibagi-bagikan kepada masyarakat setempat agar ditanam. Untuk meningkatkan pengelolaan program tersebut, maka Tim Elektro FTI Universitas Islam Sultan Agung (Unissula) Semarang bekerja sama dengan Ditjen Pendidikan Tinggi, Riset, dan Teknologi melalui Program Insentif Pemberdayaan Masyarakat Terintegrasi dengan Merdeka Belajar Kampus Merdeka (MBKM) berbasis kinerja Indikator Kinerja Utama (IKU).

Program Kegiatan Kampung Bangkit (KKB) dilaksanakan berdasarkan atas latar belakang masih rendahnya produktivitas pertanian dan belum terkelolanya sumber daya alam dan potensi energi secara optimal. Selain itu, dukungan infrastruktur penerangan listrik untuk jalan umum yang menerangi green house yang didalamnya sedang dikembangkan KBR masih belum ada.

Adapun, kegiatannya berbentuk pelatihan atau workshop dan perancangan serta pengaplikasian PLTS serta pengendalian secara otomatis penyiraman tanaman di green house KBR Mulyo Langgeng. Pendampingan masyarakat tersebut terutama ditujukan kepada petani dan karang taruna dimana mereka adalah pihak yang paling berkepentingan untuk peningkatan produktivitas KBR. Kegiatan diawali dengan diskusi dengan mitra mengenai kendala-kendala yang terjadi sebelumnya.

Berdasarkan hasil observasi permasalahan mitra kemudian diadakan diskusi dengan tim untuk dicarikan solusi terbaik. Perencanaan dan perancangan sistem dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan hasil optimal sehingga dilanjutkan dengan pengaplikasian sistem yang telah disepakati. Penentuan jenis sensor, jumlah sensor, jenis pengendali/kontroler, jenis pompa, serta penyemprot menjadi pertimbangan khusus untuk sistem penyiraman otomatis. Yang tidak kalah pentingnya adalah keberadaan green house yang terletak di dataran tinggi, sehingga perlu memperhatikan faktor kelembaban daerah sekitar lokasi. Selain dari tim internal kampus, kegiatan pendampingan juga melibatkan para praktisi yang sudah berpengalaman dalam pengendalian otomatis dan pemasangan PLTS.

Pelaksanaan pembuatan pengendalian otomatis penyiraman tanaman KBR dan pemanfaatan PLTS juga melibatkan beberapa mahasiswa Teknik Elektro Unissula. Luaran yang terlihat dari hasil kegiatan adalah bertambahnya pengalaman dan pengetahuan masyarakat terutama kalangan muda karang taruna mengenai teknologi elektronik untuk pengendalian penyiraman green house dan juga pemanfaatan tenaga surya sebagai sumber energi terbarukan.

Potensi di daerah Manggihan banyak. Tetapi dalam kesehariannya, potensi-potensi itu belum dikenal oleh masyarakat di luar daerah tersebut. Padahal desa tersebut telah mempunyai website sebagai media informasi bagi kegiatan desanya. Maka, salah satu bentuk pendampingan lain yang dilakukan adalah pelatihan penulisan dan etika penulisan di media website desa. Dengan menggandeng praktisi dan penggiat serta penulis media online, tim pengabdi masyarakat Teknik Elektro FTI Unissula mengadakan pelatihan tersebut.

Anggota karang taruna tiap dusun di Desa Manggihan mengikuti kegiatan agar kemampuan menulis di media online makin meningkat. Informasi mengenai kegiatan green house yang telah termodernisasi dengan sistem pengendalian otomatis juga dapat tersampaikan ke masyarakat luas. Luaran yang dapat terlihat adalah makin banyaknya tulisan-tulisan mengenai potensi desa yang terekspos di website Desa Manggihan.

Artikel ini merupakan tulisan opini yang ditulis oleh Tim Dosen Teknik Elektro FTI Unissula Penerima Hibah Pengabdian Masyarakat MBKM 2022: Munaf Ismail, Bustanul Arifin, Agus Adhi Nugroho, Budi Pramono Jati.

Baca Juga: Kurangi Pemanasan Global, Pabrik Pan Brothers dan Aneka Jaya Pakai PLTS Atap