Energi matahari juga sanggup dipakai untuk menyanggupi keperluan listrik kita. Melalui sel surya fotovoltaik (SPV), radiasi matahari akan dikonversi menjadi listrik DC secara langsung. Listrik ini sanggup dipakai menyerupai apa adanya atau sanggup disimpan dalam baterai. Pada postingan ini kita akan menyaksikan semua ihwal energi matahari. Mari kita lihat langkah demi langkah:
Sel Surya Fotovoltaik (SPV)
Fotovoltaik surya atau sel surya yakni perangkat yang merubah cahaya menjadi arus listrik menggunakan imbas fotolistrik. Surya fotovoltaik digunakan dalam banyak aplikasi menyerupai sinyal kereta api, penerangan jalan, penerangan domestik dan menyalakan metode telekomunikasi jarak jauh.Ini mempunyai tipe-p dari lapisan silikon yang diposisikan dalam kontak dengan lapisan silikon tipe-n dan difusi elektron terjadi dari materi tipe-n ke materi tipe-p. Dalam materi tipe-p, ada holes untuk menemukan elektron. Material tipe-n kaya akan elektron, jadi oleh dampak energi matahari, elektron bergerak dari material tipe-n dan di persimpangan pn, digabungkan dengan holes.
Ini bikin muatan di kedua segi persimpangan pn untuk bikin medan listrik. Sebagai akibatnya, metode menyerupai Dioda meningkat yang mendorong ajaran muatan. Ini yakni arus terbang yang menyeimbangkan difusi elektron dan holes.
Area di mana arus terbang terjadi yakni zona penipisan (deplesi) atau daerah muatan ruang yang tak mempunyai pembawa muatan mobile. Kaprikornus dalam gelap, sel surya bertingkah menyerupai dioda reverse bias. Ketika cahaya jatuh di atasnya, menyerupai dioda, forward bias sel surya dan arus mengalir dalam satu arah dari anoda ke katoda menyerupai dioda.
Biasanya tegangan rangkaian terbuka (tanpa menghubungkan baterai) panel surya lebih tinggi dari tegangan pengenalnya. Misalnya panel 12 volt menciptakan sekitar 20 volt dalam cahaya matahari yang cerah. Tetapi di saat baterai terhubung ke sana, tegangan turun menjadi 14-15 volt.
Sel surya fotovoltaik (SPV) yang dibikin dari materi hebat yang disebut semikonduktor misalnya silikon, yang di sekarang ini paling biasa digunakan. Pada dasarnya, di saat cahaya menyerang sel, sebagian tertentu diserap dalam materi semikonduktor. Ini memiliki arti bahwa energi dari cahaya yang diserap ditransfer ke semikonduktor.
Sel surya Fotovoltaik juga semua mempunyai satu atau lebih medan listrik yang bertindak untuk memaksa elektron dibebaskan oleh perembesan cahaya mengalir ke arah tertentu. Aliran elektron ini yakni arus dan dengan menempatkan kontak logam di penggalan atas dan bawah surya fotovoltaik, kita sanggup memukau arus itu untuk mempergunakan dari jarak jauh. Tegangan sel memutuskan daya yang sanggup dihasilkan sel surya.
Proses merubah cahaya menjadi listrik disebut imbas sel surya fotovoltaik. Berbagai panel surya merubah energi matahari menjadi listrik DC. Listrik DC kemudian memasuki inverter. Inverter merubah listrik DC menjadi listrik AC 120 volt yang diperlukan oleh perlengkapan rumah tangga.
Panel Surya
Panel surya yakni kumpulan sel surya. Panel surya merubah energi matahari menjadi energi listrik. Panel surya menggunakan materi Ohmic untuk interkoneksi serta terminal eksternal. Kaprikornus elektron yang dibentuk dalam materi tipe-n melalui elektroda ke kawat yang terhubung ke baterai.Melalui baterai, elektron meraih materi tipe-p. Di sini elektron bergabung dengan holes. Kaprikornus di saat panel surya terhubung ke baterai, ia bertingkah menyerupai baterai lain, dan kedua metode secara seri menyerupai dua baterai yang terhubung secara seri.
Output dari panel surya yakni kekuatannya yang diukur dalam satuan Watts atau Kilo watts. Panel surya dengan peringkat keluaran yang berlainan tersedia menyerupai 5 watt, 10 watt, 20 watt, 100 watt dll. Kaprikornus sebelum memutuskan panel surya, perlu untuk mengenali daya yang dikehendaki untuk beban.
Watt hour atau Kilowatt jam dipakai untuk menjumlah keperluan daya. Sebagai hukum umum, daya rata-rata sama dengan 20% daya puncak. Oleh alasannya yakni itu setiap puncak kilo watt array surya menyediakan daya output yang tepat dengan bikinan energi 4.8 kWh/hari. Itu 24 jam x 1 kW x 20%.
Kinerja panel surya tergantung pada sejumlah aspek menyerupai iklim, keadaan langit, orientasi panel, intensitas dan durasi sinar matahari dan koneksi kabelnya. Jika sinar matahari normal, panel 12 volt 15 watt memberi arus sekitar 1 ampere. Jika dirawat dengan baik, panel surya akan bertahan sekitar 25 tahun.
Maka perlu untuk mendesain susunan panel surya di atas atap. Biasanya dikelola menghadap ke timur pada sudut 45 derajat. Pengaturan pelacakan surya juga dipakai yang memutar panel di saat matahari bergerak dari timur ke barat. Koneksi kabel juga penting. Kawat bermutu baik dengan ukuran yang mencukupi untuk menanggulangi arus akan menegaskan pengisian baterai yang benar.
Jika kabel terlalu panjang, arus pengisian mungkin berkurang. Kaprikornus selaku aturan, panel surya dikelola 10-20 kaki dari permukaan tanah. Disarankan pencucian panel surya yang sempurna sebulan sekali. Ini tergolong pencucian permukaan untuk menetralisir debu dan kelembaban serta pencucian dan penyambungan kembali terminal.
Panel surya yang manis mempunyai empat langkah proses overload, di bawah pengisian, baterai rendah dan keadaan debit yang dalam, mari kita semua pelajari.
Dari rangkaian di bawah ini, kami menggunakan panel surya selaku sumber arus yang dipakai untuk mengisi baterai B1 lewat D10. Sementara baterai terisi sarat Q1 berlangsung dari keluaran komparator. Ini menciptakan Q2 untuk berlangsung dan mengalihkan tenaga surya lewat D11 dan Q2 sehingga baterai tidak terisi penuh. Saat baterai terisi penuh, tegangan pada titik katoda D10 naik.
Arus dari panel surya dilewati lewat D11 dan drain dan sumber MOSFET. Sementara beban dipakai oleh operasi sakelar Q2 umumnya menyediakan jalur ke negatif sedangkan kasatmata terhubung ke DC lewat sakelar jikalau terjadi beban berlebih. Pengoperasian yang benar dari beban dalam keadaan wajar ditunjukkan dengan di saat MOSFET Q2 berjalan.
Aplikasi Energi Matahari
Dari rangkaian di bawah ini, untuk mengontrol intensitas, lampu LED sanggup diumpankan dengan siklus kerja yang beraneka ragam dari sumber DC. Konsep kendali intensitas menolong mengurangi energi listrik. LED dipakai dalam kombinasi dengan Transistor pelopor yang tepat dari mikrokontroler yang sudah diprogram untuk aplikasi praktis.Untuk mendemonstrasikan hal yang serupa dari sumber DC 12v, 4 seri LED bikin formasi (string) dengan 8*3 = 24 string dihubungkan secara seri dengan MOSFET yang bertindak selaku sakelar. MOSFET sanggup berupa IRF520 atau Z44.
Setiap LED yakni LED putih dan beroperasi pada 2.5V. Kaprikornus 4 LED dalam seri memerlukan 10v. Oleh alasannya yakni itu Resistor dihubungkan dengan 10ohm, 10 watt dalam seri dengan LED di mana tegangan keseimbangan turun dari 12v dengan mencegah arus untuk operasi yang kondusif dari LED.
Misalnya lampu LED yang dipakai untuk tujuan lampu jalan dinyalakan pada senja dengan intensitas sarat hingga pukul 11 malam dengan 99% siklus sepantasnya untuk dipimpin yakni 1% siklus kerja dari controller.
Dengan setiap jam dari pukul 11 malam siklus kerja untuk LED turun dari 99% secara progresif sehingga pada pagi hari siklus kiprah waktu hidup (ON) meraih 10% dari 99% dan akhirnya ke nol memiliki arti lampu dimatikan (OFF) dari pagi yaitu, dari fajar hingga senja.
Operasi ini diulangi lagi dari senja dengan intensitas sarat hingga pukul 11 malam dari pukul 6 sore dan pada pukul 12 tengah malam itu yakni siklus kerja 80%, pukul jam 1, 70%, jam 2, 60%, jam 3, 50%, Jam 4, 40% dan seterusnya hingga 10% dan akhirnya MATI (OFF) di saat subuh.
Intensitas LED berubah sesuai dengan modulasi lebar pulsa (PWM) menyerupai ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
){kind=link}