Analisis Karakteristik Tegangan, Arus dan Daya Thin Solar Panel

Oleh : Syafei Nurdiansyah

Mahasiswa Teknik Elektro Institut Teknologi Padang

Panel surya adalah sebuah perangkat yang bisa mengubah radiasi matahari menjadi energi listrik. Panel surya dapat bekerja sepanjang matahari menyinari bumi, sehingga radiasi matahari dapat dijadikan sebagai salah satu energi alternatif.

Energi matahari merupakan energi yang paling menguntungkan dari semua sumber energi terbarukan, energi ini berasal dari intensitas cahaya matahari yang tak terbatas, karena kemampuannya bisa diubah langsung menjadi energi listrik.

Berbagai jenis panel surya telah diperkenalkan seperti Polycrystalline yang memiliki efisiensi 13% – 16%, monocrystalline dengan efisiensi 15% – 20%. Kedua jenis panel ini memiliki kelemahan berupa strukturnya yang kaku dan berat sehingga memerlukan area khusus untuk pemasangannya.

Thin solar panel merupakan panel surya yang memiliki struktur lentur dan jauh lebih tipis dan ringan dibandingkan kedua jenis panel di atas. Namun, panel ini dianggap masih belum sebaik panel tipe polycrystalline atau monocrystalline karena hanya memiliki efisiensi sekitar 6% – 12%.

Kemampuan panel surya dapat dilihat dari karakteristik listrik yang dihasilkan. Hal ini dapat memberikan gambaran tentang bagaimana listrik akan diproduksi oleh panel tersebut.

Karakteristik secara umum digambarkan pada kurva I-V dan P-V, yang menunjukan kinerja sebuah panel surya dilihat dari hubungan antara tegangan terhadap arus serta tegangan terhadap daya. Dengan karakteristik tersebut akan memungkinkan pengguna untuk menghitung energi optimal yang dapat dihasilkan dari sebuah panel surya.

Parameter seperti Isc, Voc, Imp dan Vmp yang terdapat pada panel merupakan dari pengujian karakteristik dengan Standard Test Condition (STC) pada radiasi 1000 W/m2 dan suhu 25℃. Namun pada pengujian ini dilakukan tidak dalam keadaan Standard Test Condition (STC).

Pada rangkaian pengujian terdapat Thin Solar Panel dengan spesifikasi tegangan keluaran 19 Volt – 25 Volt, yang dihubung secara seri dengan alat ukur arus, dengan menggunakan resistor sebagai hambatannya, juga terdapat alat ukur tegangan yang dihubung secara paralel dengan rangkaian pengujian. Dengan Spesifikasi panel Voc=23,05 V, Isc=6,78 A, Vmp=17,98V, Imp=5,57A dengan dimensi 920x678mm.

Kurva hasil pengujian karakteristik V-I dan V-P Thin solar panel

Pada gambar dapat dilihat antara pengukuran 1 dan pengukuran 6 mengalami perubahan penurunan arus pada setiap kali pengukuran, pada pengukuran pertama diperoleh arus tertinggi sebesar 0,559A dengan tegangan yang diperoleh sebesar 25,28V. Seiring perubahan menurunnya intensitas dan suhu pada pengukuran ke dua, diperoleh arus dengan nilai 0,450A dengan tegangan sebesar 24,79V.

Pada pengukuran ke tiga penurunan intensitas dan penurunan suhu mengakibatkan penurunan arus, yang diperoleh sebesar 0,476A pada tegangan 25,01V. Pada pengukuran ke empat kenaikan intensitas namun penurunan suhu menghasilkan arus sebesar 0,452A pada tegangan 24,58V.

Selanjutnya dilakukan pengukuran yang ke lima, yang mengalami kenaikan intensitas tetapi penurunan suhu, diperoleh arus tertingginya sebesar 0,419A pada tegangan 24,21V. Kemudian pada pengukuran ke enam yang mengalami penurunan suhu dan intensitas diperoleh arus tertinggi sebesar 0,362A pada tegangan 23,77V.

Dengan metode eksperimen pengujian langsung, di dapatkan titik maksimum arus yang diperoleh oleh Thin Solar panel sebesar 0,559A dari 5,57A dengan tegangan 25,58V, pada intensitas 481,7W/m2 pada suhu 36,9℃. Dengan daya tertinggi yang diperoleh panel Thin Solar hanya sebesar 14% atau 14 Watt dari daya maksimalnya. (***)