“ENERGI MATAHARI”

Dengan bertambah makmurnya kehidupan manusia membuat kebutuhan akan energi semakin meningkat. Konsumsi energi listrik di seluruh dunia saat ini diprediksikan akan meningkat sebesar 70 persen antara tahun 2000 sampai 2030. Sumber energi yang berasal dari fosil, yang saat ini menyumbang 87,7 persen dari total kebutuhan energi dunia diperkirakan akan mengalami penurunan disebabkan tidak lagi ditemukannya sumber cadangan baru. Cadangan sumber energi yang berasal dari fosil diseluruh dunia diperkirakan hanya sampai 40 tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara. Kondisi keterbatasan sumber energi di tengah semakin meningkatnya kebutuhan energi dunia dari tahun ketahun (pertumbuhan konsumsi energi tahun 2004 saja sebesar 4,3 persen), serta tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global dan polusi lingkungan akibat proses pembakaran dari bahan bakar fosil membuat tuntutan untuk segera mewujudkan teknologi baru bagi sumber energi yang terbaharukan dan ramah lingkugan.

Kondisi bumi kita kian lama kian mengenaskan karena tercemarnya lingkungan dari efek rumah kaca yang menyebabkan global warming, hujan asam,rusaknya lapisan ozon hingga hilangnya hutan tropis. Semua jenis polusi itu rata-rata akibat dari penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi, uranium, plutonium, batu bara dan lainnya yang tiada hentinya. Padahal kita tahu bahwa bahan bakar dari fosil tidak dapat diperbaharui, tidak seperti bahan bakar non-fosil. Dengan kondisi yang sudah sedemikian memprihatinkan, gerakan hemat energi sudah merupakan keharusan di seluruh dunia. Salah satunya dengan hemat bahan bakar dan menggunakan bahan bakar dari non-fosil yang dapat diperbaharui seperti tenaga angin, tenaga air, energi panas bumi, tenaga matahari, dan lainnya. Dunia pun sudah mulai merubah tren produksi dan penggunaan bahan bakarnya, dari bahan bakar fosil beralih ke bahan bakar non-fosil, terutama tenaga surya yang tidak terbatas.

Untuk memecahkan permasalahan ini, maka energi listrik tenaga surya merupakan salah satu alternatif jawabannya.

Karena energi merupakan salah satu kebutuhan utama dalam kehidupan manusia. Peningkatan kebutuhan energi dapat merupakan indikator peningkatan kemakmuran, namun bersamaan dengan itu juga menimbulkan masalah dalam usaha penyediaannya. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) akan lebih diminati karena dapat digunakan untuk keperluan apa saja dan di mana saja : bangunan besar, pabrik, perumahan, dan lainnya. Selain persediaannya tanpa batas, tenaga surya nyaris tanpa dampak buruk terhadap lingkungan dibandingkan bahan bakar lainnya. Di negara-negara industri maju seperti Jepang, Amerika Serikat, dan beberapa negara di Eropa dengan bantuan subsidi dari pemerintah telah diluncurkan program-program untuk memasyarakatkan listrik tenaga surya ini. Pemakaian energi surya di Indonesia mempunyai prospek yang sangat baik, mengingat bahwa secara geografis sebagai negara tropis, melintang garis katulistiwa berpotensi energi surya yang cukup baik. Hal ini terlihat dari radiasi harian yaitu sebesar 4,5kWh/m

Hampir semua benda di alam ini dapat menghantarkan listrik, namun baik dan buruknya dalam menghantar listrik berbeda-beda. Suatu penghantar listrik yang buruk disebut isolator dan penghantar listrik yang baik disebut konduktor. Sedangkan semikonduktor adalah bahan yang mempunyai daya hantar diantara daya hantar isolator dan konduktor. Semikonduktor memiliki sifat-sifat  antara lain:

a.   Mempunyai koefisien temperatur yang negatif dengan resistensi tidak seperti logam yang memiliki resistensi dengan koefisien temperatur positif.

b.   Memberikan daya termolistrik yang tinggi dengan tanda positif atau negatif relatif terhadap logam bersangkutan.

c.   Hubungan (junction) antara semikonduktor jenis p dengan jenis n menunjukkan sifat-sifat penyearahan.

d.   Peka terhadap cahaya, membangkitkan baik tegangan foto maupun perubahan resistensi akibat penyinaran cahaya.

Silikon (Si) dianggap sebagai salah semikonduktor dasar yang merupakan bahan sangat bermanfaat untuk pembuatan  sel  surya. Sel surya pertama kali berhasil diidentifikasi oleh seorang ahli Fisika berkebangsaan Prancis Alexandre Edmond Becquerel pada tahun 1839. Atas prestasinya dalam menemukan fenomena sel surya ini, Becquerel mendapat Nobel fisikia pada tahun 1903 bersama dengan Pierre dan Marrie Currie.

Baru pada tahun 1883 divais solar sel pertama kali berhasil dibuat oleh Charles Fritts. Charles Fritts saat itu membuat semikonduktor Selenium yang dilapisi dengan lapisan emas yang sangat tipis sehingga berhasil membentuk rangkaian seperti hubungan semikonduktor tipe p dan tipe n. Pada saat itu efisiensi yang didapat baru sekitar 1 persen. Pada perkembangan berikutnya seorang peneliti bernama Russel Ohl dikenal sebagai orang pertama yang membuat paten tentang divais solar sel modern.

Matahari merupakan sumber energi terbesar bagi bumi. Energi yang diberikan berupa energi panas dan energi cahaya. Matahari dapat pula diubah menjadi energi listrik baru kemudian dipakai untuk menjalankan berbagai peralatan sehari-hari.

Energi cahaya ini dapat langsung kita nikmati. Bumi menjadi terang benderang sehingga kita tidak perlu menyalakan lampu pada siang hari. Tumbuhan hijau juga memanfaatkan energi cahaya untuk membuat makanannya.

Energi cahaya matahari dapat juga diubah dulu menjadi listrik. Cahaya matahari diubah menjadi listrik oleh alat yang disebut sel surya. Sel surya dibuat dari lembaran silikon tipis. Bagian atas lembaran itu dibuat dari silikon yang sedikit berbeda dengan bagian bawah lembaran. Saat cahaya matahari jatuh mengenainya, terjadi arus listrik yang mengalir lewat kawat yang menghubungkan bagian atas dengan bagian bawah. Saat ini sel surya mulai dicoba untuk menggerakkan mobil dan pesawat terbang bertenaga matahari.

Energi panas matahari dapat dimanfaatkan langsung, misalnya sebagai pemanas air di rumah. Energi panas ditangkap oleh alat yang umumnya dipasang di atap rumah. Alat ini disebut panel surya. Bagian atas panel surya dilapisi dengan kaca (gelas). Di bawah lapisan gelas terdapat lapisan tembaga hitam. Lapisan tembaga ini menyerap panas dengan sangat baik. Di bawah lapisan tembaga terdapat pipa yang berisi cairan. Cairan yang menjadi panas ini akan memanaskan air dalam tangki air.

Ø Sumber energi dari bahan bakar fosil memiliki keuntungan sebagai berikut :

1.    Tidak dibutuhkan biaya terlalu besar untuk mendapatkannya. Bahkan dibeberapa bagian bumi, batu bara dapat diperoleh hanya dengan mengeruk batuan di permukaan bumi.

2.     Penggunaan bahan bakar fosil lebih mudah. Misalnya, bensin tinggal dituang ke tangki bensin untuk menggerakkan motor dan mobil. Minyak tanah dapat langsung digunakan untuk menyalakan lampu.

Ø Sementara kerugian penggunaan bahan bakar fosil antara lain sebagai berikut :

1.    Lama kelamaan bahan bakar fosil akan habis jika digunakan terus-menerus.

2.    Bahan bakar fosil dapat mencemari lingkungan karena adanya gas racun sisa pembakaran, misalnya karbon monoksida. Gas-gas buangan ini mencemari lingkungan.

    Sumber energi alternatif memiliki keuntungan :

1.    Dapat terus digunakan karena tidak akan habis. Matahari, air, angin, dan panas bumi terus memberikan energinya sepanjang masa.

2.    Energi yang dihasilkan oleh sumber energi aternatif sangat besar. 

3.    Energi alternatif tidak mencemari lingkungan karena tidak menghasilkan zat-zat buangan ke lingkungan.

    Sementara kesulitan dalam pemanfaatan energi alternatif, antara lain :

1.     Dibutuhkan biaya yang besar untuk dapat memanfaatkan energi alternatif.

2.    Dibutuhkan teknologi tinggi untuk mengubah energi alternatif menjadi bentuk energi yang dapat digunakan.

3.    Tersedianya energi alternatif dipengaruhi oleh musim.

Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya menjadi listrik. Mereka disebut surya atas Matahari atau "sol" karena Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang dapat dimanfaatkan. Panel surya sering kali disebut sel photovoltaic, photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya atau sel PV bergantung pada efek photovoltaic untuk menyerap energi Matahari dan menyebabkan arus mengalir antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan.

Jumlah penggunaan panel surya di porsi pemroduksian listrik dunia sangat kecil, tertahan oleh biaya tinggi per wattnya dibandingkan dengan bahan bakar fosil - dapat lebih tinggi sepuluh kali lipat, tergantung keadaan. Mereka telah menjadi rutin dalam beberapa aplikasi yang terbatas seperti, menjalankan "buoy" atau alat di gurun dan area terpencil lainnya, dan dalam eksperimen lainnya mereka telah digunakan untuk memberikan tenaga untuk mobil balap dalam kontes seperti Tantangan surya dunia di Australia.

Sekarang ini biaya panel listrik surya membuatnya tidak praktis untuk penggunaan sehari-hari di mana tenaga listrik "kabel" telah tersedia. Bila biaya energi naik dalam jangka tertentu, atau bila penerobosan produksi terjadi yang mengurangi ongkos produksi panel surya, ini sepertinya tidak akan terjadi dalam waktu dekat.

Panel surya merupakan sel-sel fotovoltaik yang saling berhubungan dalam suatu panel. Panel surya merupakan bagian dari sistem fotovoltaik yang digunakan untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan cahaya matahari. Listrik yang dihasilkan dengan menggunakan panel surya sangat ramah lingkungan karena tidak ada bahan bakar fosil yang dibakar dalam proses ini, yang memancarkan karbon dioksida dan polutan lainnya. Penggunaan energi surya di rumah juga dapat mengurangi tagihan listrik secara substansial.

Panel surya dapat diinstal di atas atap, di atas bangunan, di tanah, dan berdiri sendiri menggunakan tiang. Tapi, di daerah pemukiman yang keterbatasan ruang menjadi kendala besar, atap rumah umumnya lebih disukai. Banyak hal yang harus dilakukan ketika menginstal panel surya agar menjadikannya efektif untuk menghasilkan listrik sepanjang tahun. Panel surya dapat diinstal pada berbagai jenis atap. Lebih baik lagi bila diinstal ketika rumah sedang dibangun atau ketika atap sedang diperbaiki. Menginstal panel surya saat pemasangan atap bisa menghindari kebocoran atap yang mungkin bisa terjadi.

Energi matahari menjadi pilihan energi terbarukan yang menarik bagi banyak pemilik rumah di seluruh dunia. Keunggulan-keunggulan penggunaan panel surya pada atap rumah yaitu :

1.     Panel surya ramah lingkungan dan tidak memberikan kontribusi terhadap perubahan iklim seperti pada kasus penggunaan bahan bakar fosil karena panel surya tidak memancarkan gas rumah kaca yang berbahaya seperti karbon dioksida.

2.     Panel surya memanfaatkan energi matahari dan matahari adalah bentuk energi paling berlimpah yang tersedia di planet kita.

3.     Panel surya mudah dipasang dan memiliki biaya pemeliharaan yang sangat rendah karena tidak ada bagian yang bergerak.

4.     Panel surya tidak memberikan kontribusi terhadap polusi suara dan bekerja dengan sangat diam.

5.     Banyak negara di seluruh dunia menawarkan insentif yang menguntungkan bagi pemilik rumah yang menggunakan panel surya. 

6.     Harga panel surya terus turun meskipun mereka masih harus bersaing dengan bahan bakar fosil.

7.     Tidak diharuskan membeli semua panel surya yang diperlukan dalam waktu yang sama, tetapi dapat dibeli secara bertahap yang berarti Anda tidak perlu melakukan investasi besar secara instan.

8.     Panel surya tidak kehilangan banyak efisiensi dalam masa pakai mereka yang mencapai 20+ tahun.

9.     Masa pakainya yang panjang, mecapai 25-30 tahun, menggaransi penggunanya akan menghemat biaya energi dalam jangka panjang pula.

Namun untuk memanfaatkan energi matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik, saya sendiri masih belum menggunakan panel surya pada atap rumah saya. Hal ini dikarenakan ketidaktahuan saya dan keluarga dimana membeli panel surya dan bagaimana cara memasang serta menggunaan panel surya. Peran pemerintah dalam mensosialisasikan dan menyampaikan kelebihan dan kekurangan                                                                             dari penggunaan panel surya pun masih sangat kurang. Selain itu, saya belum pernah melihat ada rumah di Kota Palangka Raya yang sudah menggunakan panel surya untuk memenuhi kebutuhan listriknya. Yang ada hanya lampu-lampu penerangan jalan dan lampu lalu lintas saja yang menggunakan panel surya tersebut. Kelemahan atau kekurangan dari penggunaan panel surya pun masih ada yang lain, diantaranya yaitu :

1.    Panel surya masih relatif mahal, bahkan meskipun setelah banyak mengalami penurunan harga. Harga panel rumah sedang saat ini sekitar $ 12000-18000. Panel dan instalasinya memiliki biaya awal yang tinggi.

2.    Panel surya masih perlu meningkatkan efisiensi secara signifikan karena banyak sinar matahari terbuang sia-sia dan berubah menjadi panas. Rata-rata panel surya saat ini mencapai efisiensi kurang dari 20%.

3.    Jika tidak terpasang dengan baik dapat terjadi over-heating  pada panel surya.

4.    Panel surya terbuat dari beberapa bahan yang tidak ramah lingkungan.

5.    Daur ulang panel surya yang tak terpakai lagi dapat menyebabkan kerusakan lingkungan jika tidak dilakukan dengan hati-hati karena silikon, selenium, kadmium, dan sulfur heksafluorida (merupakan gas rumah kaca), kesemuanya dapat ditemukan di panel surya dan bisa menjadi sumber pencemaran selama proses daur ulang.

6.    Variabilitas Iklim. Meskipun panel surya dapat digunakan di berbagai iklim, namun jumlah waktu munculnya matahari akan menentukan jumlah panel yang Anda perlukan dan watt yang dihasilkan.

7.    Estetika. Penggunaan panel surya mau tidak mau mengambil sedikit ruang atap rumah atau bangunan. Hal ini otomatis sedikit mengganggu keindahan arsitekturnya.

8.    Tidak 24 Jam. Panel surya hanya akan berfungsi ketika matahari bersinar. Pada malam hari Anda akan harus bergantung pada energi yang tersimpan atau dari sumber lain.

Untuk wilayah tertentu dengan kondisi kelistrikan yang belum terpenuhi secara maksimal atau belum memiliki jaringan listrik sama sekali, maka listrik tenaga surya akan menjadi pilihan, karena sistem listrik tenaga surya tidak memerlukan bahan bakar pada saat pengoperasian, sehingga lebih murah bila dibandingkan dengan biaya pembelian dan transportasi pembelian BBM.

Terlepas dari semua keunggulan dan kelemahannya diatas, pengunaan energi matahari dengan menggunakan sel surya  sebagai usaha untuk mengganti atau mengatasi masalah kebutuhan energi  pada masa kini dan datang adalah suatu langkah yang tepat. Untuk pelaksanaan yang ide penggunaannya pada listrik rumah tangga  masih banyak tahap aplikatif yang harus dikembangkan, hal ini masih tampak dengan masih jarangnya penggunaan sistem ini dalam masyarakat kita. Untuk itu perkembangan teknologi ini dalam pemanfaatan dan  pengolahannya terus dikembangkan dan merupakan suatu tantangan yang harus kita hadapi.