Upload
dylan-flynn
View
68
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
FAKULTI PENDIDIKAN DAN BAHASAFAKULTI PENDIDIKAN DAN BAHASA
SEMESTER SEPTEMBER 2013
KOD KURSUS : HBLS3203SMPS
TAJUK KURSUS : ASAS ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK
Pengenalan
Tenaga suria merupakan salah satu tenaga
alternatif yang boleh diperbaharui dan tidak
akan kehabisan. Tenaga suria juga dikenali
1
NAMA PELAJAR : MOHAMAD ASRI B A BAKAR
NO. MATRIKULASI : 810110025001001
NO. KAD PENGENALAN : 810110-02-5001
NO. TELEFON : 019- 4638452
E-MEL : [email protected]
TUTOR : SEGAR A/L RAJAMANICKAM
PUSAT PEMBELAJARAN : OUM KAMPUS UTARA
sebagai tenaga solar kerana punca tenaga utama bagi tenaga suria adalah daripada cahaya
matahari. Tanpa tenaga matahari, bumi akan mati. Sumber tenaga suria dianggap bersih dan
tidak mencemarkan alam kerana tenaga ini diperoleh secara semulajadi daripada sinaran suria
dan tenaga ini juga tidak terhad serta berterusan penggunaanya. Matahari dikatakan sebagai
pusat tenaga kerana hampir 99.9% tenaga berpunca daripada sinaran cahaya matahari yang
sampai ke permukaan bumi. Purata keseluruhan tenaga suria yang sampai ke permukaaan bumi
kira-kira sebanyak 1353 kw per meter persegi. ( Jauhri P. K, 2005)
Secara ringkasnya, pengunaan tenaga suria ini bermula sejak ratusan tahun yang lampau.
Menurut sejarah, pada tahun 212 Sebelum Masihi, Archimedes telah berjaya mengalahkan
angkatan perang dengan menggunakan kaedah penumpuan tenaga suria. Secara berperingkat-
peringkat peningkatan pengunaan tenaga suria berkembang melalui penemuan kaedah yang lebih
saintifik dan kegunaan tenaga suria menjadi lebih efisyen. Kini, aplikasi daripada tenaga suria
telah banyak digunakan di kebanyakan negara-negara di dunia ini bagi mengatasi masalah
kekurangan sumber tenaga utama. (Murtedza Mohamed, 1991)
Bagi mendapatkan tenaga suria sebagai sumber tenaga pelbagai kaedah telah digunakan.
Antaranya ialah kaedah plat pengumpul mendatar. Pengumpul jenis ini popular digunakan bagi
pemanasan ruang yang besar-besaran ataupun secara kecil- kecilan. Pengumpul penumpu pula
merupakan satu teknologi yang akan menumpukan sinaran suria bagi meningkatkan fluks sinaran
tersebut. Di negara-negara membangun aplikasi kaedah ini masih kurang digunakan disebabkan
oleh kos pemasangan yang agak tinggi walaupan kaedah ini sesuai digunakan di kebanyakan
negara-negara yang sedang membangun
seperti negara Malaysia.
Potensi pengunaan tenaga suria sebagai
pembekal sumber tenaga kepada negara-
negara yang membangun memperlihatkan
satu jalan yang agak cerah. Hal ini adalah
kerana, kebanyakan negara-negara yang
2
sedang membangun ini berada dalam lingkungan 0oC – 23oC di mana kawasan ini terletak
dalam kawasan yang mendapat cahaya matahari paling tinggi sepanjang tahun. Sebagai
contohnya, Malaysia merupakan sebuah negara yang membangun dan terletak di kawasan
khatulistiwa yang mampu menjana tenaga suria sebagai sumber tenaga alternatif. Malaysia
mendapat sebanyak 10 jam tenaga suria setiap hari dan masa matahari tegak diatas kepala
merupakan satu masa yang memancarkan tenaga suria secara maksimum. Pada masa ini, tenaga
suria boleh dijana secara maksimum melalui penggunaan kaedah pengumpul penumpu.
Dengan menggunakan kaedah ini, ia dapat menghasilkan suhu yang sangat tinggi untuk
menghasilkan tenaga. Pantai barat semenanjung Malaysia dan pulau-pulau kecil di pantai barat
semenanjung mempunyai potensi yang amat luas untuk menjana tenaga solar kerana kawasan ini
mendapat sinaran matahari sepanjang tahun. Hal ini adalah kerana, kawasan ini tidak mengalami
musim tengkujuh seperti yang berlaku di kawasan pantai timur semenanjung yang akan
mengalami musim tengkujuh sekali setiap tahun. Dengan adanya kitaran musim tengkujuh ini,
kawasan ini tidak sesuai untuk dijanakan tenaga suria.
Di samping itu juga, India juga merupakan satu contoh negara yang membangun yang
mempunyai potensi besar untuk menjana tenaga suria. Menurut Jauhri (2005), India mampu
untuk menjana tenaga suria sebanyak 5000 trillion kwh per setahun. Hal ini adalah kerana,
negara India terletak dalam kawasan yang mendapat sinaran tenaga suria yang tinggi sepanjang
tahun dan negara India juga dapat menjana tenaga suria sebanyak 5 ± 7 kw per jam sehari.
Kini telah banyak penyelidikan dilakukan untuk memanipulasikan tenaga suria ini secara
maksimum di India. Lebih daripada 100 buah syarikat tempatan telah terlibat dalam sektor
pembuatan yang mengadaptasikan proses tenaga solar dalam kehidupan seharian seperti dapur
solar dan pemanas air solar.
Masalah untuk memajukan tenaga altenatif
Tahap teknologi rendah
Teknologi yang tinggi diperlukan untuk membangun dan menjana tenaga altenatif dengan giat.
Tahap teknologi di negara-negara membangun masih rendah dan belum begitu maju. Hal ini
menyukarkan negara tersebut untuk memajukan tenaga ini. Namun begitu, mereka boleh
3
mendapatkan khidmat teknologi dari negara luar seperti Jepun. Hal ini memerlukan negara
membangun ini mengeluarkan perbelanjaan yang besar untuk mendapatkan teknologi tersebut.
Secara tidak langsung, hal ini menyukarkan negara tersebut mendapatkan teknologi tersebut
dalam kuantiti yang agak banyak. Hal ini akan menyebabkan wujudnya had untuk memajukan
tenaga alternatif.
Modal besar
Tenaga alternatif yang ingin dimajukan juga mempunyai halangan seperti memerlukan modal
yang besar. Hal ini menyukarkan negara membangun untuk memajukan tenaga alternatif kerana
kewangan mereka terhad. Modal yang besar diperlukan untuk membeli teknologi dan kepakaran
dari luar. Secara tidak langsung, kewangan yang terhad menyebabkan operasi untuk memajukan
tenaga alternatif juga adalah terhad. Hal ini juga menyebabkan berlakunya gangguan ketika
menjana tenaga tersebut kerana terdapat perkongsian teknologi antara kawasan janaan tenaga
alternatif yang berbeza. Dalam hal ini, pembaziran masa dan kos penghantaran yang tinggi akan
berlaku.
Kekurangan buruh mahir
Kebanyakan negara membangun mendapatkan teknologi dari luar untuk memajukan tenaga
alternatif ini. Oleh sebab itu, mereka memerlukan kepakaran dari luar untuk mengendalikan
teknologi atau mesin yang berkaitan. Keadaan ini berlaku disebabkan oleh masalah kekurangan
buruh yang terlatih atau mahir dalam mengendalikan teknologi tersebut. Dalam hal ini, negara
membangun terpaksa mengimport kepakaran dari luar bagi membolehkan teknologi digerakkan
4
untuk memajukan tenaga alternatif. Secara tidak langsung, hal ini akan meningkatkan kos untuk
menampung kegiatan ini. Bukan itu sahaja, buruh yang sedia ada pula hanya melakukan kerja
bawahan tanpa mendapat latihan untuk mengendalikan teknologi tersebut kerana kepercayaan
untuk mengendalikan mesin diserahkan sepenuhnya kepada buruh dari luar. Hal ini akan
menyebabkan pengeluaran yang berlaku adalah tidak menguntungkan kerana negara tersebut
terpaksa menampung kos untuk pembelian teknologi dan kepakaran dari luar.
Saiz pasaran yang kecil
Saiz pasaran yang kecil untuk tenaga alternatif juga menyukarkan tenaga tersebut untuk
dimajukan dan dikomersialkan. Hal ini menyebabkan keuntungan bagi pengeluarannya adalah
sedikit. Hal ini berbeza dengan tenaga konvensional yang mendatangkan keuntungan yang
banyak kerana telah berjaya dikomersialkan. Secara tidak langsung, tenaga alternatif ini akan
menyukarkan negara membangun untuk mendapatkan keuntungan dan menampung penduduk
yang banyak dengan pengeluarannya.
Kebaikan tenaga keterbaharuaan kepada negara-negara sedang membangun
Mesra alam dan tidak kehabisan
Salah satu kebaikan tenaga alternatif ini adalah mesra alam. Hal ini adalah kerana kadar
pencemaran yang berlaku adalah rendah berbanding dengan pengunaan sumber tenaga yang lain.
Selain daripada dapat menjana tenaga dengan lebih efektif sifat tenaga alternatif yang mesra
alam ini mendorong banyak negara untuk memproses tenaga alternatif sebagai sumber tenaga
utama negara mereka.
Jalan keluar daripada masalah krisis tenaga dunia
Tenaga alternatif merupakan salah satu jalan keluar daripada masalah krisis tenaga dunia. Hal ini
adalah kerana, dengan menjana tenaga alternatif negara yang sedang membangun tidak akan
mengalami masalah kekurangan bahan api asli lagi untuk menjana tenaga elektrik. Hal ini adalah
kerana, dunia sekarang sedang mengalami masalah krisis tenaga dunia ekoran daripada bahan
bakar utama iaitu petroleum dunia semakin berkurangan dan bagi negara-negara yang
bergantung sepenuhnya dengan bahan bakar berkenaan terpaksa mencari bahan bakar lain untuk
5
menjana tenaga elektrik di negara mereka.
Peluang untuk menjana tenaga alternatif dalam kalangan negara yang sedang membangun adalah
tinggi berbanding dengan negara maju. Tetapi ekoran daripada teknologi dan kepakaran yang
terhad negara sedang membangun terpaksa melepaskan peluang ini terbiar begitu saja. Namun
kini, pelbagai pihak telah tampil untuk membuat penyelidikan dan inovasi dalam bidang tenaga
alternatif ini kerana memandangkan negara yang sedang membangun ini mempunyai pelbagai
khazanah mengenai tenaga altenatif bagi menangani masalah krisis tenaga yang sedang melanda
dunia sekarang ini.
Tenaga alternatif ini merupakan jalan terbaik untuk menangani masalah krisis tenaga dunia.
Kenapa dahulu masyarakat hanya memandang sepi terhadap potensi tenaga altenatif ini?
Persoalan ini payah untuk dijelaskan tetapi kini ekoran daripada masalah krisis tenaga yang
sedang melanda seluruh dunia, masyarakat mula berlumba-lumba uantuk menjana tenaga
alternatif bagi mengatasi masalah ini.
Tidak ketinggalan juga adalah dalam kalangan negara yang sedang membangun kini sedang
berusaha untuk mejana tenaga alternatif ini walaupun hanya separuh keperluan tenaga negara
yang mampu ditampung oleh pengeluaran tenaga alternatif berkenaan. Sememangnya tidak
dinafikan bahawa dalam kalangan negara-negara sedang membangun ini mempunyai potensi
yang besar untuk menjana tenaga tersebut.
Sememangnya negara-negara yang sedang membangun ini perlu untuk bergiat cergas dan
mempunyai inovasi yang tinggi dalam bidang teknologi bagi menjana tenaga alternatif sebagai
tenaga untama bagi negara mereka. Oleh sebab itu, pertukaran tenaga pengajar dan teknologi
dari negara maju adalah penting bagi memajukan sektor tenaga alternatif di negara- negara yang
sedang membangun agar krisis tenaga ini dapat diatasi dengan bijaksana.
Sel surya : Struktur & Cara kerja
6
Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu mengkonversi langsung
cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa disebut sebagai pemeran utama untuk
memaksimalkan potensi sangat besar energi cahaya matahari yang sampai kebumi, walaupun
selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa dimaksimalkan
energi panasnya melalui sistem solar thermal.
Sel surya dapat dianalogikan sebagai divais dengan dua terminal atau sambungan, dimana saat
kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi seperti dioda, dan saat disinari dengan cahaya
matahari dapat menghasilkan tegangan. Ketika disinari, umumnya satu sel surya komersial
menghasilkan tegangan dc sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus short-circuit dalam skala
milliampere per cm2. Besar tegangan dan arus ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi, sehingga
umumnya sejumlah sel surya disusun secara seri membentuk modul surya. Satu modul surya
biasanya terdiri dari 28-36 sel surya, dan total menghasilkan tegangan dc sebesar 12 V dalam
kondisi penyinaran standar (Air Mass 1.5). Modul surya tersebut bisa digabungkan secara paralel
atau seri untuk memperbesar total tegangan dan arus outputnya sesuai dengan daya yang
dibutuhkan untuk aplikasi tertentu. Gambar dibawah menunjukan ilustrasi dari modul surya.
Modul surya biasanya terdiri dari 28-36 sel surya yang dirangkai seri untuk memperbesar total
daya output. (Gambar :”The Physics of Solar Cell”, Jenny Nelson)
Struktur Sel Surya
7
Sesuai dengan perkembangan sains&teknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun berkembang
dengan berbagai inovasi. Ada yang disebut sel surya generasi satu, dua, tiga dan empat, dengan
struktur atau bagian-bagian penyusun sel yang berbeda pula (Jenis-jenis teknologi surya akan
dibahas di tulisan “Sel Surya : Jenis-jenis teknologi”). Dalam tulisan ini akan dibahas struktur
dan cara kerja dari sel surya yang umum berada dipasaran saat ini yaitu sel surya berbasis
material silikon yang juga secara umum mencakup struktur dan cara kerja sel surya generasi
pertama (sel surya silikon) dan kedua (thin film/lapisan tipis).
Struktur dari sel surya komersial yang menggunakan material silikon sebagai semikonduktor.
(Gambar:HowStuffWorks)
Gambar diatas menunjukan ilustrasi sel surya dan juga bagian-bagiannya. Secara umum terdiri
dari :
1. Substrat/Metal backing
Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Material substrat juga
harus mempunyai konduktifitas listrik yang baik karena juga berfungsi sebagai kontak terminal
positif sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal atau logam seperti aluminium atau
molybdenum. Untuk sel surya dye-sensitized (DSSC) dan sel surya organik, substrat juga
berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya sehingga material yang digunakan yaitu material
yang konduktif tapi juga transparan sepertii ndium tin oxide (ITO) dan flourine doped tin oxide
(FTO).
2. Material semikonduktor
8
Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyai tebal
sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3
mikrometer untuk sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi
menyerap cahaya dari sinar matahari. Untuk kasus gambar diatas, semikonduktor yang
digunakan adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri elektronik. Sedangkan
untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum digunakan dan telah masuk
pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se)2 (CIGS), CdTe (kadmium telluride), dan
amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor potensial lain yang dalam sedang
dalam penelitian intensif seperti Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS) dan Cu2O (copper oxide).
Bagian semikonduktor tersebut terdiri dari junction atau gabungan dari dua material
semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang disebutkan diatas) dan tipe-n
(silikon tipe-n, CdS,dll) yang membentuk p-n junction. P-n junction ini menjadi kunci dari
prinsip kerja sel surya. Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n junction dan
sel surya akan dibahas dibagian “cara kerja sel surya”.
3. Kontak metal / contact grid
Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanya
dilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.
4.Lapisan antireflektif
Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap oleh
semikonduktor. Oleh karena itu biasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-refleksi. Material
anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optik antara
semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arah semikonduktor
sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali.
5.Enkapsulasi / cover glass
Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.
9
Cara kerja sel surya
Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara
semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana
terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron
(muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif)
dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan
mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon
tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n,
silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor
tipe-p dan tipe-n.
Junction antara semikonduktor tipe-p (kelebihan hole) dan tipe-n (kelebihan elektron).
(Gambar : eere.energy.gov)
Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole)
bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan
tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p
sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada
semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang
10
mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron
bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai
listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti
diilustrasikan pada gambar dibawah.
Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction. (Gambar : sun-nrg.org)
*Definisi dari istilah-istilah teknis diartikel ini bisa ditemukan di menu “Daftar istilah-istilah”
Lampu Taman LED Tenaga Matahari
Lampu taman adalah lampu yang dipasang di taman. Kegunaan lampu taman adalah untuk
mempercantik taman dan menerangi taman. Lampu taman umumnya dipasang untuk
memperindah taman, dan tidak memerlukan sinar yang terang.
Lampu taman memerlukan instalasi kabel listrik. Lampu taman LED tidak memerlukan
instalasi kabel listrik, karena lampu taman LED menggunakan tenaga surya. Tenaga surya
diterima oleh sel surya yang berada di atas dari lampu taman, energi listrik tersebut disimpan
dalam rechargeable battery. Pada waktu sinar matahari tidak bersinar, sensor cahaya akan
mendeteksi ketiadaan sinar, maka lampu taman LED otomatis menyala dengan menggunakan
11
catu daya dari baterai. Lampu LED digunakan karena hanya memerlukan tegangan yang kecil.
Baterai yang digunakan adalah rechargeable baterai type AA dengan tegangan 1.5 V.
Dengan ujung runjing lampu taman LED dapat ditancapkan di tanah, dan dapat dipindah-
pindahkan.
Keunggulan lampu taman LED:
Tidak memerlukan instalasi kabel listrik
Tidak memerlukan sumber daya listrik PLN. Listrik didapatkan dari sel surya.
Dapat dipindah-pindahkan
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4 Volt 80 mAmpere Crystaline
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 10 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Stainless Steele
Size H 450 mm x D 140 mm
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4 Volt 80 mAmpere Crystaline
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 10 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Plastik
Size H 480 mm x D 150 mm
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4-4.5 V 100-120 mA Crystaline
12
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 10 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Stainless Steele
Size H 420 mm x W 120 mm x L 120 mm
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4 V 80 mA Crystaline
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 10 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Brass
Size H 480 mm x W 160 mm
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4 V 80-90 mA Crystaline
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 10 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Plastik
Size H 550 mm x W 150 mm
13
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4 V 80-90 mA Crystaline
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 10 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Plastik
Size H 550 mm x W 150 mm
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4 V 70 mA Crystaline
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 10 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Plastik
Size H 470 mm x W 160 mm
14
Sumber 2 buah Super Bright LED
Sel surya 4 V 80 mA Crystaline
Baterai Rechargeable 2 x 1.5 V AA 1500 mAh
Lama pengoperasian 8 jam penerangan
Warna cahaya Warna putih atau amber
Casing Stainless Steele
Size H 550 mm x W 63 mm
Rekacipta Lampu Solar
Label: Elektrik / Elektronik, Lampu, Projek dan Rekaan, Teknologi Hijau, Tenaga Solar
Rekaan lampu berasaskan LED yang dikuasakan oleh tenaga matahari (lampu solar) untuk
pencahayaan kawasan kediaman. Walaupun versi ini direkabentuk untuk pautan pada dinding,
ianya boleh diubahsuai dengan mudah untuk lain-lain bentuk pemasangan.
15
Menghasilkan rekacipta berasaskan tenaga boleh baharu (renewable energy / teknologi hijau)
bukanlah perkara yang sukar. Sesiapa sahaja mampu berekacipta asalkan mempunyai kemahuan.
Rekaan lampu solar ini diharap dapat memberi inspirasi kepada anda untuk bereksperimentasi
dan bermain dengan idea rekacipta berasaskan tenaga boleh baharu.
Rekaan lampu solar ini menggunakan solar panel (panel Photovoltaic / PV) buatan sendiri yang
digunakan untuk mengecas bateri Asid-Plumbum (Lead-Acid) melalui teknik yang dikenali
sebagai Trickle Charging.
Litar pensuisan bertindak mengecas bateri di waktu siang dan akan menyalakan lampu LED
secara automatik apabila mengesan cahaya persekitaran menjadi malap. Tahap sensitiviti /
kepekaan pengesanan cahaya pula boleh dilaras melalui tombol pada bahagian hadapan lampu.
16
Lampu LED menyala apabila persekitaran menjadi malap/gelap. Semakin gelap keadaan
persekitaran, semakin terang cahaya lampu.
17
Pemasangan lampu solar di dinding rumah.
Kedudukan dan penghalaan lampu boleh dilaras pada paksi mendatar dan menegak bagi
membolehkan fokus pencahayaan di tempat yang anda ingini.
Bahagian-bahagian pada lampu solar yang telah siap. Tali yang dapat dilihat pada lampu
membolehkan lampu dimatikan dan dinyalakan (secara manual) apabila dipaut pada tempat
tinggi. Tarik untuk ON, dan tarik sekali lagi untuk OFF (Pull ON - Pull OFF switch). Klik imej
di bawah untuk paparan yang lebih besar.
Proofing
Pengkalisan cuaca atau wheather proofing adalah langkah tambahan bagi lampu solar yang akan
diletakkan di persekitaran yang terdedah kepada elemen cuasa (seperti hujan, panas dan
kelembapan). Cara paling mudah dan murah adalah dengan menyaluti komponen eletronik serta
menutup segala lubang dan penyambungan dengan menggunakan hot melt glue / glue gun.
NOTA: Oleh kerana lampu ini bergantung kepada cahaya matahari yang senantiasa
berubah-ubah dan sukar diduga, prestasinya juga berubah-rubah mengikut keadaan dan
bergantung kepada nasib. Hujan dan litupan awan adalah musuh paling utama :)
18
Solar Panel Ready Made vs Solar Panel Buatan Sendiri
Anda boleh dikira amat bernasib baik jika menemui panel solar yang memberikan rating voltan
dan arus yang sepadan dengan keperluan rekaan anda.
Realitinya, panel solar ready-made yang boleh diperolehi di pasaran Malaysia datang dengan
pilihan-pilihan rating kuasa yang begitu terhad (5W, 10W, 20W, 30W dsb). Satu contoh solar
panel 5W yang boleh diperolehi di pasaran memberikan rating 17.82V dan 285mA (rating voltan
dan arus ini berbeza-beza bergantung kepada jenis dan pengeluar).
Kerapkali rating ini tidak berpadanan dengan keperluan rekaan anda. Untuk tujuan pemadanan,
tenaga elektrik yang dijana oleh solar panel tersebut perlu melalui proses perubahan (conversion)
agar menepati keperluan litar. Malangnya proses conversion bukanlah suatu proses yang cekap
dan akan mengakibatkan kehilangan tenaga (loss) yang tinggi.
Anda boleh membuat tempahan solar panel yang menepati keperluan rekaan anda secara terus
dari pengeluar namun melainkan anda mempunyai wang saku yang banyak, kos yang terlibat
adalah terlalu tinggi dan tidak masuk akal untuk projek sebegini.
Atas faktor-faktor yang dinyatakan inilah pendekatan menghasilkan panel solar sendiri adalah
pilihan yang lebih praktikal.
19
Solar panel dibina menggunakan unit-unit kecil sel solar dengan rating 5V, 50mA.
Unit sel solar ini memberikan prestasi lebih baik berbanding sel solar yang diuji sebelum ini
dimana di bawah matahari yang terik, ia mampu menjana sekitar 5.13V dan 57mA. Pelantar
panel diperbuat daripada plat akrilik (Acrylic) yang dipotong menjadi segiempat sama dan
digerudi untuk memberikan akses kepada contact point setiap sel solar.
TIPS: Sel solar yang mudah diperolehi di Malaysia mempunyai rating 5V-30mA, 5V-50mA, 5V-
100mA, 12V-50mA dan 12V-100mA. Uji terlebih dahulu sel solar tersebut sebelum membuat
pembelian dalam jumlah banyak kerana kerapkali prestasi sel solar yang dijual tidak berupaya
mencapai rating yang dijanjikan.
20
Sebelum membina panel, bahagian belakang sel solar disusun dan ditampal dengan pita pelekat
bagi mengelakkan ia bergerak. Sel-sel ini kemudiannya dilekatkan pada permukaan plat akrilik.
Penyambungan wayar kepada setiap sel adalah secara kombinasi selari dan bersiri.
Panel solar yang telah siap. Sisi solar panel di rivetkan dengan stok aluminum “L” bar. Bahagian
atas solar panel diletakkan Phototransistor untuk pensuisan dan pengesanan cahaya. Di bawah
sinaran matahari terik, solar panel ini mampu menjana sekitar 2.6 Watt.
Pemilihan Bateri Simpanan Tenaga
Bateri simpanan berfungsi menyimpan tenaga elektrik yang dijana oleh solar panel di waktu
siang, dan berfungsi membekalkan tenaga yang tersimpan tersebut untuk menyalakan lampu
LED di waktu malam.
Terdapat pelbagai jenis bateri di luar sana, namun bateri-bateri daripada jenis Asid Plumbum
(Lead-Acid), Nickel Cadmium (Ni-Cad), Lithium-Ion (Li-Ion), Lithium Polymer (Li-Po) dan
21
Nickel-Metal Hydride (Ni-Mh) boleh dicas semula (rechargeable).
Daripada kesemua jenis bateri ini pula, bateri jenis Ni-Cad dan Li-Ion memerlukan arus dan
voltan yang malar serta litar kawalan pengecasan agar ianya dapat dicas dengan selamat tanpa
risiko terlebih cas (overcharging). Kedua-dua bateri ini tidak begitu sesuai digunakan untuk
aplikasi rekacipta berkaitan solar kerana keamatan cahaya matahari sentiasa berubah-ubah dan
tertakluk kepada keadaaan cuaca.
Contoh-contoh bateri yang boleh dicas semula (rechargeable). Contoh bateri Ni-Cad dalam foto
di atas dileraikan daripada sebuah lampu solar murahan dari China yang hanya dapat bertahan
sekitar 2 bulan sebelum rosak.
Bateri Ni-Mh dan Lead-Acid pula mempunyai toleransi yang tinggi terhadap arus pengecasan
yang berubah-ubah. Dengan menggunakan teknik yang dikenali sebagai Trickle Charging, bateri
Ni-Mh dan Lead-Acid dapat dicas dengan selamat (tanpa risiko terlebih cas) tanpa menggunakan
litar kawalan selagi arus pengecasan adalah tidak melebihi 10% rating arus bateri tersebut.
Jika dibandingkan prestasi antara bateri Ni-Mh dan Lead-Acid, bateri jenis Lead-Acid
mempunyai keupayaan kapasiti menyimpan cas yang lebih tinggi berbanding Ni-Mh.
Mengambilkira kesemua faktor ini, bateri Lead-Acid adalah pilihan paling ideal untuk untuk
22
rekacipta sebegini, dan tidak hairanlah ia juga digunakan dengan meluas di dalam aplikasi-
aplikasi tenaga solar komersil.
Bateri Lead-Acid yang mudah diperolehi di pasaran Malaysia adalah dengan rating 6V dan 12V
(dengan dimensi fizikal dan rating arus yang berbeza).
Perumah lampu yang memuatkan litar dan bateri. Saya memilih bateri Lead-Acid 6V (rating
paling rendah dan agak mudah diperolehi). Rating arus bagi bateri ini adalah 4.5AH (Amp Hour).
Maka ianya dapat dicas melalui teknik Trickle Charging dengan arus tidak melebihi 450mA
( 10% rating arus bateri).
Nilai voltan dan arus yang dilabelkan di bahagian Charging Instruction bateri di atas adalah
panduan bagi penggunakan litar pengecasan dari sumber elektrik malar (contohnya pengecas
komersil yang menggunakan bekalan elektrik dari soket dinding) dan tidak boleh diaplikasikan
secara terus untuk konteks Trickle Charging dan janakuasa tenaga boleh baharu.
23
Litar pengecasan / pensuisan lampu solar.
Rajah skematik litar. Tujuh butir LED putih yang disambung secara selari membentuk lampu
LED.
24