Energi Surya Anggota Kelompok: 1. 2. 3. 4.
Ambarwati Terraningtyas Fendik Dwiatmoko Nurvita Widiyanti Thoifatul Munawaroh
(14030224010) (14030224018) (14030224028) (14030224042)
Fisika Reguler D 2014 Energi Baru Terbarukan
Pengertian Energi surya adalah energi yang berupa sinar dan panas dari matahari (radiasi energi dalam bentuk panas dan cahaya yang dipancarkan oleh matahari). Didapat dengan mengubah energi panas surya melalui peralatan tertentu menjadi sumberdaya dalam bentuk lain.
pemanas surya, fotovoltaik surya, listrik panas surya, arsitektur surya, dan fotosintesis buatan.
Energi Surya
teknologi pemanfaatan pasif: mengarahkan bangunan ke arah matahari, memilih bangunan dengan massa termal atau kemampuan dispersi cahaya yang baik, dan merancang ruangan dengan sirkulasi udara alami.
teknologi pemanfaatan aktif: penggunaan panel fotovoltaik dan panel penyerap panas
Matahari
174 PetaWatt (PW) Radiasi Surya
30% kembali keluar angkasa
Bagian Atas Atmosfer Diserap bumi
BUMI
diserap oleh awan, lautan, dan daratan
Energi dari matahari • Cahaya matahari yang diserap oleh lautan dan daratan menjaga temperatur rata-rata permukaan pada suhu 14 °C.
Pada Siklus hidrologi (siklus air), Panas laten kondensasi air menguatkan konveksi, dan menghasilkan fenomena atmosferik: • Angin • Siklon • Dan Anti-siklon
• Melalui proses fotosintesis, tanaman hijau mengubah energi surya menjadi energi kimia, yang menghasilkan makanan, kayu, dan biomassa yang merupakan komponen awal bahan bakar fosil.
Fluks energi surya pertahun dan konsumsi energi manusia Energi Surya Angin Potensi Biomassa
3.850.000 EJ 2.250 EJ 100-300 EJ
Penggunaan energi utama (2010)
539 EJ
Listrik (2010)
66,5 EJ
Tabel Menunjukkkan Fluks energi surya pertahun dan konsumsi energi manusia
Perkembangan 1839 - Tenaga listrik dari cahaya matahari pertama kali ditemukan oleh Alexandre-Edmund Becquerel seorang ahli fisika Perancis
1873 - Seorang insinyur Inggris Willoughby Smith menemukan Selenium sebagai suatu elemen photo conductivity.
1876 - William Grylls dan Richard Evans Day membuktikan bahwa Selenium menghasilkan arus listrik apabila disinari dengan cahaya matahari
1894 - Charles Fris membuat Solar Cell pertama yang seungguhnya yaitu suatu bahan semiconductor dibalut dengan lapisan tipis emas.
1905 - Albert Einsten mempublikasikan tulisanya mengenai photoelectric effect
1890-1920 - Pemanas air surya mulai dikembangakn di Amerika
1979 - krisis energi (menyebabkan perubahan kebijakan energi di dunia dan teknologi surya kembali dilirik)
1973 Embargo minyak
Perkembangan 1916 - pendapat Einsten megenai photoelectric effect dibuktikan oleh percobaan Robert Andrew Millikan
2007 - University of Delaware berhasil menemukan solar cell technology yang efisiensinya mencapai 42,8%
1958 - Upaya pengembangan kembali cara memanfaatkan energi surya
1970 - Penggunaan Fotovoltaik meningkat
1980 - Penggunaan Fotovoltaik menurun, karena menurunya harga minyak dunia
1990 - Perkembangan pemanasan air surya berkembang secara berangsur
1985 - University of South Wales Australia memecahkan rekor efisiensi solar cell mencapai 20% dibawah kondisi satu cahaya matahari
1982 - Hans Tholstrup seorang Australia mengendarai mobil berenaga surya pertama untuk jarak 4000 Km dalam waktu 20 hari dengan kecepatan maksimum 72 Km/jam
Penggunaan Massa Sekarang International Energy Agency (IEA) tahun 2011 telah mengumumkan bahwa teknologi energi surya memiliki potensi untuk memasok sepertiga energi dunia pada tahun 2060
Alasanya: • Membatasi dampak perubahan iklim • Melestarikan keanekaragaman hayati • Keamanan dan kemandirian energi • kemajuan dalam keberlanjutan masa depan energi bersih
Ekonomi Keuntungan-Keuntungan yang berlaku Global: 1. Perkembangan teknologi energi surya yang terjangkau, tidak habis, dan bersih akan memberikan keuntungan jangka panjang yang besar. 2. meningkatkan keamanan energi negaranegara melalui pemanfaatan sumber energi yang sudah ada, tidak habis, dan tidak tergantung pada impor, 3. meningkatkan kesinambungan, mengurangi polusi, mengurangi biaya mitigasi perubahan iklim, dan menjaga harga bahan bakar fosil tetap rendah dari sebelumnya.
“Kita telah buktikan... bahwa setelah persediaan minyak dan batubara kita habis, manusia dapat menerima energi tak terbatas dari sinar matahari. —Frank Shuman, New York Times, 2 Juli, 1916“
Prinsip konversi energi matahari menjadi panas
1. Pemanasan
2. Pengeringan
1. Pemanasan
Solar water heating Dimana panas dari Matahari digunakan untuk memanaskan air dalam gelas panel diatas atap rumah. Ini berarti kita tidak lagi menggunakan banyak gas atau listrik utk memanaskan air kebutuhan rumah tangga.
Kelebihan
Ramah lingkungan Hemat biaya operasional
Kekurangan
Harga relatif mahal
Solar Furnaces Solar Tungku menggunakan luasan yang sangat luas dari susunan kaca untuk mengumpulkan energi cahaya matahari kedalam ruangan yang sempit.
Kelebihan
Menghasilkan temperatur yang tinggi
Kekurangan
Membutuhkan energi matahari penuh
2. Pengeringan
Penjemuran Sederhana adalah usaha pembuangan atau penurunan kadar air suatu bahan untuk memperoleh tingkat kadar air yang seimbang dengan kelembaban nisbi udara atmosfir
Rumah Pengering Surya
Prinsip konversi energi matahari menjadi listrik 1. Pembangkit Listrik Surya Termal (terpusat)
Pembangkit Listrik Tenaga Surya Energi surya (Sinar Matahari)
Energi Listrik
Bagian Bagian PLTS
PLTS Modul sel surya
Baterai (Aki)
Regulator
inverter
Beban
Prinsip Kerja Sel surya Fotovoltaik
Perbedaan Sel Surya Fotovoltaik dengan Tenaga surya terpusat
Sel surya fotovoltaik
secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik
Pemusatan energi surya
menggunakan sistem pemfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor
Pembangkitan listrik tenaga surya
Energi Surya Sebagai Bahan Bakar • Bahan bakar mobil
• Bahan bakar kompor
Efisiensi berbagai jenis sel surya
Penyebab Turunnya Efisiensi 1. 2.
Pantulan dari permukaan sel. Cahaya yang tidak cukup energi untuk memisahkan elektron dari ikatan atomiknya. Besarnya energi yang diperlukan:
3. 4. 5. 6. 7.
Cahaya yg memiliki energi ekstra di atas yg diperlukan Elektron dan lubang yg dibangkitkan bisa secara acak akan bergabung sebelum menyumbang energi listrik. Elektron dan lubang yg dibangkitkan bisa bergabung kembali akibat dari cacat material. Pembayangan yg dihasilkan dari kontak elektrik di permukaan atas. Degradasi unjuk kerja akibat suhu operasi.
Cahaya dengan Energi yang Terlalu Kecil atau Terlalu Besar • •
Rugi efisiensi berkaitan dengan cahaya yg energinya terlalu kecil atau terlalu besar. Cahaya berfrekuensi rendah (aras kemerahan) energinya lebih kecil dibanding cahaya berfrekuensi lebih tinggi. Cahaya yg memasuki sel surya bisa : Menembus sel. Diserap, menimbulkan panas dalam bentuk getaran atomik. Memisahkan elektron dari ikatannya, menghasilkan pasangan elektron-lubang. Menghasilkan pasangan elektron-lubang, tetapi kelebihan energi sehingga menjadi panas.
Keuntungan Energi Surya Tersedia bebas dan dapat diperoleh secara gratis di alam. Energi surya merupakan sumber energi yang ramah lingkungan. Tanpa polusi dan emisi gas rumah kaca sehingga dapat mengurangi pemanasan global. Dapat dibangun di daerah terpencil karena tidak memerlukan transmisi energi maupun transportasi sumber energi. Dalam jangka panjang energi surya akan menghemat pengeluaran uang untuk energy Panel surya beroperasi tanpa mengeluarkan suara (tidak seperti turbin angin besar) sehingga tidak menyebabkan polusi suara
Kelemahan Energi Surya
Secara umum membutuhkan investasi awal yang besar (mahal). Untuk mencapai efisiensi rata-rata yang tinggi, pada umumnya tipe sel surya memerlukan permukaan areal yang luas. Efisiensi sel surya sangat dipengaruhi oleh polusi udara dan kondisi cuaca. Sel surya hanya mampu membangkitkan energi sepanjang siang hari saja. Proyek-proyek energi surya skala besar (pembangkit listrik tenaga surya yang besar) akan membutuhkan lahan yang luas, dan banyak air untuk tujuan pendinginan.
Sesi 1 • Rully (14030224032/K.12 ) Jelaskan seberapa cepat proses pemanasan air ? • Saiful (14030224034/ K. 6) Mengapa sel fotovoltaik mahal terus material apa yang dapat dimanfaatkan sebagai pengganti ? • Adhiem ( 14030224038/ K.12 ) Bagaimana uap dapat menggerakkan turbin ?
Sesi 2 • Sakina ( 14030224036/ K.6 ) Dampak air hujan terhadap panel surya dan bagaimana cara mengatasi dampak tersebut ? • Yuniar (14030224007/ K.8) Apa dampak negatif PLTs terhadap lingkungan ? • Roby ( 14030224033/ K.10 ) Bagaimana pengaruh iklim terhadap energi yang dihasillkan? Berdasarkan jenis efisiensi energi surya, mana yang paling efisiensi dan didasarkan terhadap apa ?
