Pembangkit listrik tenaga surya itu konsepnya
sederhana. Yaitu mengubah cahaya matahari menjadi energi listrik. Cahaya
matahari merupakan salah satu bentuk energi dari sumber daya alam. Sumber
daya alam matahari ini sudah banyak digunakan untuk memasok daya listrik di
satelit komunikasi melalui sel surya. Sel surya ini dapat
menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang tidak terbatas langsung diambil
dari matahari, tanpa ada bagian yang berputar dan tidak memerlukan bahan bakar.
Sehingga sistem sel surya sering dikatakan bersih dan ramah
lingkungan. Badingkan dengan sebuah generator listrik, ada bagian yang berputar
dan memerlukan bahan bakar untuk dapat menghasilkan listrik. Suaranya bising.
Selain itu gas buang yang dihasilkan dapat menimbulkan efek gas rumah kaca
(green house gas) yang pengaruhnya dapat merusak ekosistem planet bumi kita.
Sistem sel surya yang digunakan di permukaan bumi terdiri dari panel sel surya,
rangkaian kontroler pengisian (charge controller),dan aki (batere) 12 volt yang maintenance free. Panel sel
surya merupakan modul yang terdiri beberapa sel surya yang
digabung dalam hubungkan seri dan paralel tergantung ukuran dan kapasitas yang
diperlukan. Yang sering digunakan adalah modul sel surya 20 watt atau
30 watt. Modul sel surya itu menghasilkan energi listrik yang
proporsional dengan luas permukaan panel yang terkena sinar matahari. Rangkaian
kontroler pengisian aki dalam sistemsel surya itu merupakan rangkaian
elektronik yang mengatur proses pengisian akinya. Kontroler ini dapat mengatur
tegangan aki dalam selang tegangan 12 volt plus minus 10 persen. Bila tegangan
turun sampai 10,8 volt, maka kontroler akan mengisi aki dengan panelsurya sebagai
sumber dayanya. Tentu saja proses pengisian itu akan terjadi bila berlangsung
pada saat ada cahaya matahari. Jika penurunan tegangan itu terjadi pada
malam hari, maka kontroler akan memutus pemasokan energi listrik. Setelah
proses pengisian itu berlangsung selama beberapa jam, tegangan aki itu akan
naik. Bila tegangan aki itu mencapai 13,2 volt, maka kontroler akan menghentikan proses pengisian aki itu. Rangkaian kontroler pengisian itu
sebenarnya mudah untuk dirakit sendiri. Tapi, biasanya rangkaian kontroler ini
sudah tersedia dalam keadaan jadi di pasaran. Memang harga kontroler itu cukup
mahal kalau dibeli sebagai unit tersendiri. Kebanyakan sistem sel
surya itu hanya dijual dalam bentuk paket lengkap yang siap pakai.
Jadi, sistem sel surya dalam bentuk paket lengkap itu jelas lebih murah dibandingkan dengan bila merakit sendiri. Biasanya panel surya itu letakkan dengan posisi statis menghadap matahari. Padahal bumi itu bergerak mengelilingi matahari. Orbit yang ditempuh bumi berbentuk elip dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya. Karena matahari bergerak membentuk sudut selalu berubah, maka dengan posisi panel surya itu yang statis itu tidak akan diperoleh energi listrik yang optimal. Agar dapat terserap secara maksimum, maka sinar matahari itu harus diusahakan selalu jatuh tegak lurus pada permukaan panel surya. Jadi, untuk mendapatkan energi listrik yang optimal, sistem sel surya itu masih harus dilengkapi pula dengan rangkaian kontroler optional untuk mengatur arah permukaan panel surya agar selalu menghadap matahari sedemikian rupa sehingga sinar mahatari jatuh hampir tegak lurus pada panel suryanya. Kontroler seperti ini dapat dibangun, misalnya, dengan menggunakan mikrokontroler 8031. Kontroler ini tidak sederhana, karena terdiri dari bagian perangkat keras dan bagian perangkat lunak. Biasanya, paket sistem sel surya yang lengkap belum termasuk kontroler untuk menggerakkan panel surya secara otomatis supaya sinar matahari jatuh tegak lurus.
Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah
modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik.
Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi
kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi
yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel fotovoltaik diperlukan
teknologi tinggi.
Modul fotovoltaik tersusun dari beberapa sel fotovoltaik
yang dihubungkan secara seri dan paralel. Biaya yang dikeluarkan untuk membuat
modul sel surya yaitu sebesar 60% dari biaya total. Jadi, jika modul sel surya
itu bisa diproduksi di dalam negeri berarti akan bisa menghemat biaya
pembangunan PLTS. Untuk itulah, modul pembuatan sel surya di
Indonesia tahap pertama adalah membuat bingkai (frame), kemudian membuat
laminasi dengan sel-sel yang masih diimpor. Jika permintaan pasar banyak maka
pembuatan sel dilakukan di dalam negeri. Hal ini karena teknologi pembuatan sel
surya dengan bahan silikon single dan poly cristal secara teoritis sudah
dikuasai. Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata
telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan
pelaksanaan dan instalasi
Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah
harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat.
Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan
energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga
per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem
yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan
kebutuhannya.
Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan
material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan
lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan
mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan, semikonduktor P-type dan N-type
(terbuat dari campuran Silikon) untuk menghasilkan medan listrik, saluran awal
dan saluran akhir (tebuat dari logam tipis) untuk mengirim elektron ke perabot
listrik. Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti
semikonduktor dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan
diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron
tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang
berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan
semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron
dapat disalurkan ke saluran awal dan akhir untuk digunakan pada perabot
listrik.
