Panduan Praktikal Sel Solar (Photovoltaic Cell)

Saturday, March 5, 2011

Sel solar turut dikenali sebagai sel suria atau photovoltaic cell (atau PV cell, Solar Cell) seperti yang umum diketahui menukar tenaga cahaya kepada tenaga elektrik. Sel solar / suria bersaiz kecil seperti di dalam foto di bawah sesuai untuk eksperimentasi anda dan projek rekacipta skala kecil.

Artikel berkaitan: Rekacipta Lampu Solar

Saya tidak akan bercerita panjang lebar mengenai konsep fizik di sebalik sel solar kerana terlalu banyak bahan di internet yang boleh dirujuk, sebaliknya akan memberi fokus kepada panduan praktikal. Di harap artikel ini dapat membantu anda di dalam sebarang projek eksperimentasi, DIY dan rekacipta berkaitan tenaga solar dan teknologi hijau.

sel solar 4
Contoh-contoh di atas adalah sel solar yang boleh diperolehi di Malaysia dengan agak mudah. Bagi projek rekacipta yang memerlukan  rating kuasa yang lebih tinggi, kombinasi beberapa sel solar boleh disambung secara bersiri, atau selari bagi membentuk panel solar (solar panel). Teknik ini adalah lebih sesuai di dalam menghasilkan dimensi dan rating kuasa panel solar yang menepati keperluan rekacipta anda, berbanding pengunaan panel ready-made.


Kebanyakkan unit yang biasa kita lihat dipasang di bumbung rumah-rumah, di unit telefon kecemasan di lebuhraya dan di mesin bayaran tempat letak kereta adalah unit-unit sel solar yang dibentuk menjadi panel solar (gabungan beberapa unit kecil sel solar).


Sel solar bersaiz 2 inci x 2 inci di bawah saya perolehi RM9. Pembelian impulsif dan diperolehi di Nixie Electronics, Jalan Landak, Off Jalan Pasar, Kuala Lumpur.

UPDATE: Sel solar dengan saiz yang sama juga kini boleh diperolehi pada harga serendah RM7

sel solar 3Unit sel solar

sel solar 2
Cara mudah untuk membuat penyambungan wayar kepada sel solar adalah dengan memateri (solder) secara terus. Rating yang dinyatakan bagi sel solar di atas adalah 5V dan 50mA, nilai tersebut adalah absolute maximum rating kerana pada realitinya nilai paling tinggi yang boleh dijana di bawah matahari terik hanyalah sekitar 4.2V dan 20mA. Dari segi nilai voltan ianya adalah dijangka, namun saya mengharap janaan arus yang lebih tinggi sehingga 30mA.

Jumlah tenaga elektrik yang dijana ini hanya mampu digunakan untuk menyalakan 2 butir LED secara bersiri dengan malap.


sel solar 1
Prestasi sel solar yang lebih besar (saiz 3 inci x 2 inci) diatas adalah lebih mengecewakan. Rating yang diberikan adalah 6V dan 100mA namun nilai yang paling tinggi yang diperolehi adalah 4.5V dan sekitar 15mA.

Perbezaan prestasi berkemungkinan besar disebabkan jenis bahan photovoltaic yang digunakan sama ada monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, cadmium telluride, atau copper indium.

Dari segi warna, sel solar yang berwarna kebiruan berkemungkinan adalah dari monocrystalline silicon yang lebih efisyen, sementara  sel solar berwarna kehitaman berkemungkinan adalah dari jenis copper indium ?.

Memandangkan si penjual sendiri tidak tahu jenis apakah bahan bagi kedua-dua sel solar ini, dan konsep Datasheet begitu asing bagi mereka, maka saya hanya mampu membuat andaian berdasarkan warna dan prestasi sahaja. Sekiranya keperluan sel solar anda adalah spesifik, berhati hati ketika membuat pembelian atau mungkin lebih sesuai membuat pembelian online.

Boleh merujuk maklumat lanjut perbandingan antara sel solar berbeza di sini.



Penyambungan sel solar

Sel solar boleh disambung secara bersiri, selari atau kombinasi selari dan bersiri bagi memperolehi rating janaan voltan dan arus yang anda kehendaki.

Penyambungan bersiri berupaya menggandakan voltan, manakala penyambungan selari pula mengandakan arus. Kobinasi selari dan bersiri berupaya menggandakan voltan dan arus.

Penyambungan selari. Sebagai contoh, jika satu unit sel solar yang digunakan mampu menjana 5 volt dan 50mA. Maka apabila 3 unit disambung secara selari jumlah yang mampu dijana adalah 5volt dan 150mA. 

Penyambungan bersiri. Sebagai contoh, jika satu unit sel solar yang digunakan mampu menjana 5 volt dan 50mA. Maka apabila 3 unit disambung secara bersiri, jumlah yang mampu dijana adalah 15volt dan 50mA. 

Contoh di atas pula, jika satu unit sel solar yang digunakan mampu menjana 5 volt dan 50mA, maka kombinasi penyambungan selari dan bersiri di atas mampu menjana 10volt dan 150mA


Kesemua nilai ini adalah nilai pengiraan atas kertas. Dari segi praktik, jumlah sebenar voltan dan arus yang lebih tepat perlu diukur mengunakan multimeter, namun ianya tidak akan jauh berbeza dangan nilai kiraan.



Contoh panel suria DIY. Bagi meningkatkatkan arus janaan, enam unit set solar disambung secara selari (parallel connection) membentuk sebuah panel.



Kehilangan Tenaga Elektrik Oleh Sel Solar

Selain daripada menjana tenaga dengan kehadiran cahaya, sel solar juga mempunyai satu sifat penting yang jarang diambilkira kebanyakkan orang di dalam menghasilkan rekacipta mereka. Sel solar berupaya "menyedut" (draw) arus elektrik apabila berada di dalam persekitaran malap / gelap. Jumlah arus elektrik ini adalah kecil, sekitar beberapa miliampere dan bergantung kepada jenis sel solar yang digunakan.

Semakin malap / gelap cahaya persekitaran, semakin tinggi tenaga yang dihilangkan oleh sel solar. Sel solar kecil ( 2 x 2 inci) di atas berupaya draw sekitar 3mA arus elektrik di dalam gelap. Anda boleh mengukur nilai ini menggunakan multimeter yang sensitif.

Jika anda ingin melindungi bateri simpanan anda daripada dinyahcas oleh sel solar, litar kawalan ringkas boleh dibina dengan menyambung diode secara bersiri kepada terminal positif sel solar bagi menghalang aliran arus dari bateri simpanan ke sel solar.

Namun, fenomena ini juga boleh dieksploitasi untuk tujuan rekacipta litar yang diktivasikan oleh kegelapan (sebagai alternatif kepada LDR, photodiode, dsb). Terminal positif sel suria perlu disambung kepada Base sebuah transistor PNP, dan di dalam persekitaran malap / gelap, transistor akan disaturasi dan mengalirkan arus antara Emitter - Collector seterusnya berupaya menghidupkan litar.


Tips Lanjutan (kesan cahaya buatan)

Bedasarkan pengalaman saya sendiri, sebarang kerja-kerja pembangunan litar malah eksperimen berkaitan sel solar sesuai dilakukan di waktu siang dalam bilik yang diterangi cahaya semulajadi (cahaya matahari), dan bukannya diterangi oleh cahaya buatan (seperti lampu kalimantang).

Cahaya buatan (daripada lampu) memancar di dalam wavelength dominan tertentu sahaja daripada spektrum keseluruhan cahaya tampak, ini adalah berbeza daripada cahaya yang dipancarkan oleh matahari.

Ini bermakna sebarang hasil eksperimen, pengukuran, malah litar yang anda bangunkan di bawah pencahayaan buatan berkemungkinan akan meleset dan bertindakbalas secara luar dugaan apabila berada di bawah pancaran cahaya matahari semulajadi.

Jika tiada pilihan sumber cahaya semulajadi, tempat berkerja yang diterangi sumber cahaya daripada lampu pijar (incandescent bulb) adalah alternatif yang lebih baik berbanding lampu kalimantang.


Selamat bereksperimen. Diharap artikel ini dapat membantu anda mengaplikasikan sel solar di dalam projek rekacipta anda.

Sebarang komen dan soalan adalah dialu-alukan.

34 comments:

Anonymous said... Reply To This Comment

btul ke 1 panel solar bley dpt dgn harga rm7??may i get yr phone no.??

Chein said... Reply To This Comment

@anon
Seperti disebut dalam artikel, harga RM7-RM9 untuk satu sel solar, bukan panel solar.. :)

Anonymous said... Reply To This Comment

Dimana sya dapatkan panel solar

sofwan soplan said... Reply To This Comment

chein,.mcm mne nk hendle mslh utk cas betri jns lead 12v,tp solar penel pon 12v 5w

Anonymous said... Reply To This Comment

kena fikir juga pasal storage sblm menambah voltage dan ampere

Anonymous said... Reply To This Comment

solar cell ape yang sesuai untuk motor dc...

Anonymous said... Reply To This Comment

ade idea nk design solar inverter x??? nk cnvert 12DC from solar to 12VAC untuk filter???

nadzrul said... Reply To This Comment

saya buat kereta solar untuk pertandingan wakil sekolah, pasang ke motor dari 4wd mini racing car, angkat laju, letak terus berhenti, mohon nasihat

Chein said... Reply To This Comment

@nadzrul

itu kes tidak cukup arus, perlu sel solar lebih besar atau guna motor yang lebih kecil.

Motor kereta 4wd perlu sekitar 1000mA, satu sel solar (bergantung kpd model/saiz) cuma bekal sekitar 15-40mA

nadzrul said... Reply To This Comment

tq, amat sukar untuk mencari motor DC volt rendah, kebanyakan yang ada di persekitaran tempat saya ialah 9V dan keatas dan bentuk bulat. ada idea bagaimana nak naik kan arus menggunakan satu komponen elektronik yang tidak menyimpan cas terutamanya kapasitor (diharamkan dalam pertandingan)

Chein said... Reply To This Comment

@nadzrul

motor saiz kecil boleh diperolehi daripada kedai repair telefon bimbit (motor vibrator telefon), jika ada mcm2 saiz, pilih motor untuk handphone lama kerana ianya lebih besar. Atau kedai repair kamera (lens focusing motor), juga saiz berbeza2. cuma bergantung kepada pekedai sama ada ingin jual atau tidak..

litar yang menaikkan voltan DC tapi merendahkan arus dikenali sbg step-up / boost converter. Litar yg merendahkan voltan DC tapi menaikkan arus dikenali sbg step-down / buck converter. Boleh di google skematik. Tiada litar yg dapat naikkan voltan dan arus serentak (kekangan hukum fizik). kedua-dua litar boleh dibina tanpa kapasitor tetapi malangnya akn jadi amat tidak cekap.

alternatif lain yg boleh dicuba adalah dengan tambah keamatan cahaya yang sampai pd solar cell guna pantulan cermin/foil, atau fokus cahaya guna lensa (spt car fresnel lens - boleh dapat di kedai aksesori kereta), atau bina parabola ringkas guna foil untuk fokus cahaya.

nadzr said... Reply To This Comment

tq, saya akan cuba

Anonymous said... Reply To This Comment

boleh saya tahu kedai electronic component yg ada kat melaka? saya nak cuba projek solar powered AA battery charger, tapi saya tak pasti kat mana saya nak beli komponen2 elektronik kat melaka. terima kasih.

AL-iMRAN said... Reply To This Comment

sel solar saya cuma bkuasa 3v..
jadi..motor dc 3v ke atau motor dc 6v ke yg sesuai???

AL-iMRAN said... Reply To This Comment

jika sye ade 6 solar sel berkuasa 1sel 1v...
bagaimanakah peyambungan secara siri selari untuk mendapat kuasa yang tinggi..

nadzrul fithri said... Reply To This Comment

boleh x saya gunakan transistor untuk boost arus dari panel solar; kalau boleh macamana nak pilih transistor yang sesuai dan bagaimana cara pemasangan litar

Chein said... Reply To This Comment

@nadzrul fithri

Transistor semata-mata tidak dapat menginjak (boost) arus. Memerlukan kapasitor dan litar DC to DC step-up untuk tujuan tersebut.

Jika litar DC step-up digunakan, berdasarkan prinsip keabadian tenaga, bila arus diinjak naik, maka voltan pula akan menurun/merosot. Sebaliknya jika voltan diinjak naik, arus akan menurun. Jumlah kuasa di dalam litar/sistem solar (voltan x arus) masih kekal malar (jika tiada kehilangan haba)

Jika kedua-dua voltan dan arus ingin diinjak naik, tiada pilihan melainkan sumber tenaga luaran perlu ditambah ke litar/sistem (spt bateri).

kamarool rushdan said... Reply To This Comment

salam dan selamat malam,
chein,where can I get this particular solar cell in malaysia???if u know n don't mind,may u give me the address for the shop?

satu lagi ape reationship antara motor dan solar cell?

Anonymous said... Reply To This Comment

hello chein.. where can i get fresnel lens?..

Anak Muda said... Reply To This Comment

Saya ada buat solar insect traps (perangkap serangga menggunakan mentol 12v/DC),boleh saya tahu...macam mna nak buat mentol tersebut nyala secara automatik (siang-off/malam-on). Saya dah survey kat kedai elektrik, timer or sensor xde untuk support 12v/DC. Boleh saya tahu macam mana insentif lain yang boleh membantu saya dalam menyelesaikan tugas ini dan kalau ada alat yang boleh membantu saya dalam masalah ini, dimana boleh saya dapati dan cost tersebut. mohon bantuan. Pelajar jurusan Perladangan & Agroteknologi UiTM Pahang.

yudis prasetyo said... Reply To This Comment

apa sel surya dengan panel surya itu tidak sama...,dimana perbedaanya...?

Anonymous said... Reply To This Comment

sel suria itu kecil...apabila banyak sel suria kecil-kecil itu disambung..barulah membentuk panel suria...:-)

Anwar said... Reply To This Comment

panel solar tu boleh beli kat mane @ kt laman web apa?

CheGuVera said... Reply To This Comment

salam admin....kat mana nak beli sel solar.

Anonymous said... Reply To This Comment

Assalamualaikum,nama saya Nur Rebecca, kalau saya mahu model kereta saya bergerak laju, jenis penyambungan sel solar manakah yang sesuai? Sila balas secepat mungkin.TERIMA KASIH

Da Kronikel said... Reply To This Comment

salam.adakah tenaga elektrik yg dijana solar sel mencukupi utk rod besi kecil,bagi memanaskan air?
krna sy ingin mmbuat projek "pemanas air mudah alih".kuantti air mainkan pranan,jd adkah ckup tenaganya utk memanaskn segelas air?

Chein said... Reply To This Comment

@Da Kronikel: Kalau daripada tenaga solar terus ke elemen pemanas, mmg tidak cukup. Melainkan panel yang besar (anggar 6 atau 7 kali ganda lebih besar drpd contoh dlm artikel). Itu anggaran shj, namun jika besar maka ia tidak lagi mudah alih.

Cara yg lebih baik adalah tenaga solar diguna mengecas bateri, kemudian bila bateri sudah dicas, baru panaskan air. Bateri akan ambil masa untuk dicas, bergantung kepada saiz.

Akhir sekali, tidak sesuai gunakan rod besi, ia hanya akan melalukan arus elektrik (litar pintas) dengan kesan pemanasan yang rendah. Gunakan wayar ni-chrome sebagai pengganti, sila rujuk artikel ini:

http://www.rekacipta.net/2010/10/wayar-ni-chrome.html

waniey lyea said... Reply To This Comment

boley saya tau camne nk wt lampu solar ny step by step, mohon pertolongan :)

azranx said... Reply To This Comment

Panduan yang sangat bagus.

Anonymous said... Reply To This Comment

Dimana saya boleh cari sel solar, saya ingin utk membuat rojek cgn pelajar

Yumi Chan said... Reply To This Comment

assalamualaikum..sy dalam perancangan untuk projek tahun akhir sy, cadangan sy utk buat cooling fan utk laptop mnggunakan cell solar..mslh skrg, sy x tahu bape volt diperlukan untuk menjana kuasa untuk menggerakkan kipas utk cooling fan sy dan cell solar bersaiz ape sesuai untuk cooling fan sy?

Hairul Niza Ahmad said... Reply To This Comment

Ada jual tak panel solar ni...saya nak beli

noor sham yaakob said... Reply To This Comment

utk pertandingan kereta solar di KASTEK ka? guna motor DC dlm cd-rom. rate 3v-6v. @nadzrul

venodh aspire said... Reply To This Comment

Jika motor 5.9v......untuk meningkatkan kelajuan dan daya tarik....saya kena meningkatkan volt atau ampere(current)?jika saya guna solar cell 1v 80ma......kerana jika memasang solar cell dalam kedudukan seri...ia meningkatkan volt.....bagi selari ia meningkatkan ampere.....

Post a Comment

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...