LAMPIRAN A

INVERSE SQUARE LAW

Lampiran A – Inverse Square Law

INVERSE SQUARE LAW

Intensitas radiasi merupakan fungsi dari jarak, dimana intensitas radiasi

akan semakin berkurang dengan bertambahnya jarak tempuh sesuai dengan rumus

berikut ini

24 rP

AP

I sun

sun

sunsun ⋅Π⋅

==

• Besar intesitas radiasi pada jarak r = d ⇒ 21 4 dP

AP

I sun

sun

sunsun ⋅Π⋅

==

• Besar intesitas radiasi pada jarak r = nd ⇒ ( )22 4 nd

PAP

I sun

sun

sunsun

⋅Π⋅==

karena radiasi berasal dari sumber yang sama (daya matahari sama), maka

intensitas radiasi pada jarak r = nd terhadap referensi intensistas radiasi pada jarak

r=d dengan besarnya jarak pada titik acuan yang sama adalah sebagai berikut :

( ) ( )21

22 44 dIndI sunsun ⋅Π⋅=⋅Π⋅

( )( ) 12

2

2 44

sunsun InddI ×

⋅Π⋅⋅Π⋅

=

1221

sunsun In

I ×=

Dari persamaan diatas terlihat bahwa intensitas radiasi berbanding terbalik dengan

kuadrat dari jarak yang dikenal dengan nama Inverse Square Law

A-1

LAMPIRAN B

SOLAR CONSTANT

Lampiran B – Solar Constant

SOLAR CONSTANT [22]

Nilai solar constant dapat dihitung dengan menganggap matahari sebagai

blackbody, yaitu sebagai berikut :

daya pada orbit bumi = daya pada permukaan matahari

So . Aearth orbit = I sun surface . Asun surface

So = Isun surface . Asun surface / Aearth orbit

So = esun. σ . (Tsun surface)4 . 4Π(Rsun)2 / 4Π(Rearth orbit)2

So = 1 .5,67 x 10-8.(5762)4.(6,95 x 108/1,49 x 1011)2

So = 1360 Wm-2

dengan So : solar constant (Wm-2)

Aearth orbit : luas permukaan orbit bumi (m2)

Isun surface : intensitas radiasi pada permukaan matahari (Wm-2)

Asun surface : luas permukaan matahari (m2)

esun : emisivitas matahari = 1, karena black body

σ : konstanta Stefan–Boltzmann (5,67 x 10-8 Wm-2K-4)

Tsun surface : temperatur absolut permukaan matahari (K)

Rsun : radius matahari (m)

Rearth orbit : radius orbit bumi (m)

B-1

LAMPIRAN C

AIR MASS (AM)

Lampiran C – Air Mass (AM)

AIR MASS (AM)

Dari gambar diatas terlihat pada kondisi optimum (1) irradiance tegak

lurus dengan permukaan atmosfer sehingga irradiance menempuh jarak terpendek

dengan ketebalan atmosfer sebesar d. Sedangkan untuk kondisi yang tidak

optimum (2), dimana terbentuk sudut sebesar φ terhadap kondisi optimum,

irradiance menempuh jarak n kali dari jarak optimum d. Nilai n menunjukan

besarnya ketebalah optik atmosfer untuk sembarang kondisi terhadap referensi

ketebalan optik atmosfer saat kondisi optimum yang lebih dikenal dengan nama

Air Mass (AM). Air Mass (AM) dapat dihitung dengan rumus berikut ini :

dnd ×='

ddnAM '

==

φcos

1=

φcssAM =

keterangan : '

cosdd

=φ

C-1

LAMPIRAN D

PERSENTASE IRRADIANCE

Lampiran D – Persentase Irradiance

PERSENTASE IRRADIANCE

Dari gambar diatas terlihat, pada kondisi (1) irradiance tegak lurus dengan

permukaan solar panel, diperlukan luas permukaan sebesar A1(PxL1) agar dapat

menerima semua irradiance. Sedangkan pada kondisi (2) untuk irradiance

membentuk sudut sebesar φ terhadap permukaan solar cell, diperlukan luas

permukaan sebesar A2 (PxL2). Untuk solar cell dengan lebar sebesar L1, maka

intensitas radiasi yang diterima permukaan solar cell dengan sudut φ dapat

dihitung dengan rumus berikut ini:

%10021% ×=

AAIntensitas

( )( ) %100

21×

××

=LPLP

%10021×=

LL

( ) %100sin ×= ϕ

keterangan : 21sin

LL

=ϕ

D-1

LAMPIRAN E

SEJARAH SOLAR CELL

Lampiran E – Sejarah Solar Cell

SEJARAH SOLAR CELL [6, 11, 20]

Tahun Peristiwa

1839

Photovoltaic effect ditemukan oleh fisikawan Perancis Alexandre

Edmond Becquerel ketika bereksperimen dengan sel elektrolit

pembentuk 2 elektrode besi.

1877 W.G. Adams dan R.E. Day menemukan photovoltaic effect dalam zat

padat Selenium.

1883

Solar cell pertama kali dibuat oleh Charles Fritts yang melapisi

semikonduktor Selenium dengan lapisan tipis emas untuk membentuk

junction. Devais ini memiliki efisiensi 1%.

1904 Wilhelm Hallwachs membuat junction solar cell dari tembaga dan

tembaga oksida.

1918

Jan Czochralski, ilmuwan Polandia menemukan metoda pembentukan

single crystalline Silikon yang dikenal dengan nama Czochralski

Method.

1932 Audobert dan Stora menemukan photovoltaic effect pada Cadmium-

Selenide (CdS), material solar cell yang masih digunakan saat ini.

1946 Russel Ohl membuat hak paten atas solar cell modern

1950 Bell Laboratories memproduksi solar cell untuk aktivitas luar angkasa.

1953 Gerald Pearson memulai riset tentang Lithium-Silikon solar cell.

1954

AT&T memperkenalkan solar cell Silikon pertama dengan efisiensi

sekitar 6% yang dikembangkan oleh 3 peneliti Amerika yaitu Daryl

Chapin, Calvin Fuller dan G.L. Pearson di Bell Laboratories.

1955 Hoffman Electronics membuat solar cell komersil dengan efisiensi 2%.

1957 Hoffman Electronics membuat solar cell dengan efisiensi 8%.

1958

T.Mandelkorn,U.S. Signal Corps Laboratories membuat P-N junction

Silikon solar cell yang lebih kuat terhadap dampak radiasi dan sesuai

untuk luar angkasa.

Hoffman Electronics membuat solar cell dengan efisiensi 9%.

E-1

Lampiran E – Sejarah Solar Cell

Vanguad I, satelit komunikasi pertama berdaya solar cell diluncurkan

dengan 0,1 W, 100 cm2 solar panel.

Hoffman Electronics membuat solar cell komersil dengan efisiensi

10%. 1959

1960 Hoffman Electronics membuat solar cell dengan efisiensi 14%.

1962 Satelit komunikasi Telstar berdaya solar cell.

1963 Perusahaan Sharp memproduksi solar panel Silikon.

1967 Soyuz I pesawat luar angkasa berawak pertama berdaya solar cell.

1971 Salyut I berdaya solar cell.

1973 Skylab berdaya solar cell.

David Carlson dan Christopher Wronski dari RCA Laboratories

membuat amorphous Silikon solar cell pertama dengan efisiensi sekitar

1,1%.

1976

Institute of Energy Conversion di University of Delaware

mengembangkan solar cell thin film pertama menggunakan teknologi

Cu2S/CdS dengan efisiensi lebih dari 10%.

1980

Center for Photovoltaic Engineering pada University of New South

Wales membuat Silikon solar cell dengan efisiensi 20%. 1985

1989 Reflective solar concentrator pertama kali digunakan pada solar cell.

Photoelectrochemical cell (dye-sensitized cell/graetzel cell) pertama

kali ditemukan. 1991

NREL mengembangkan GaInP/GaAs dengan 2 terminal concentrator

merupakan solar cell pertama dengan efisiensi 30%. 1994

National Center for Photovoltaic memperkenalkan dye-sensitized cell

dengan efisiensi 11%. 1996

Dikenal Grid Connected System sebagai sektor pertumbuhan solar cell

yang terpesat.

akhir

1990-an

Solar panel dapat mengubah sekitar 17% dari energi radiasi yang

datang menjadi energi listrik. 2005

E-2

LAMPIRAN F

KURVA SOLAR CELL untuk VARIASI

RESISTANSI SERI dan RESISTANSI PARALEL

Lampiran F - Kurva Solar Cell untuk Variasi

Resistansi Seri dan Resistansi Paralel

KURVA SOLAR CELL untuk VARIASI

RESISTANSI SERI dan RESISTANSI PARALEL

Kurva solar cell untuk variasi resistansi seri

Kurva solar cell untuk variasi resistansi paralel

F-1

LAMPIRAN G

JENIS SOLAR CELL

Lampiran G – Jenis Solar Cell

Ref

ine

1 1 2 3 3 4 4 5 6 7 4 4 4 8

Rem

arks

P+ -n-n

+

500x

con

cent

ratio

n

MIS

, act

ive

area

sem

icry

stal

line,

MIS

edge

-sup

porte

d gr

owth

silic

on o

n ce

ram

ic

ITO

/sem

icry

stal

line

EFG

(rib

bon)

rolle

r que

nchi

ng

a-Si

C /

a-Si

p-i-n

MIS

p-i-n

n+ -p-p

+ hom

ojun

ctio

n

AlG

aAs /

GaA

s

Are

a (c

m2 )

2 2 0,4

2,8

2,8 4 5 11,4

45

0,04

1,1

0,73

1,2

0,5

1,5

η 16,8

18,3

17,6

18,3

13,3

13,8

10,5

11,5

11,4

5 10,1

6,6

6,4 20

18,2

FF

0,79

6

0,75

4

0,75

0,80

6

0,76

0,74

0,76

0,79

0,77

8

0,63

0,67

6

0,57

0,66

0,81

0,81

J SC (m

A/c

m2 )

34,3

1380

1500

0

36,5

32,7

31,9

24,2

28,1

26,2

15

17,8

13,1

11,1

25

28

VO

C (V

)

0,62

2

0,73

1

0,78

3

0,62

1

0,54

0

0,58

5

0,57

2

0,52

2

0,56

1

0,50

0,84

0,88

0

0,87

8

0,97

0,93

JEN

IS S

OL

AR

CE

LL

[3]

Mat

eria

l

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Silik

on

Am

orph

ous S

i

Am

orph

ous S

i

Am

orph

ous S

i

GaA

s

GaA

s

G-1

Lampiran G – Jenis Solar Cell

Ref

ine

8 9 4 4 4 4 4 4 4 10

10

10

11

4 4

Rem

arks

AlG

aAs /

GaA

s, 10

x

AlG

aAs /

GaA

s, 10

0x

CLE

FT

on G

e co

ated

Si

tand

em c

ell

CV

D th

in fi

lm, M

IS

solu

tion

ion-

exch

ange

16%

C, 8

4% Z

n

evap

orat

ion

20%

Cd,

80%

Zn

thin

film

elec

trode

posi

tion

sing

le c

ryst

al In

P

PEC

PEC

Are

a (c

m2 )

1,5 - 0,5

0,1

4,0 9 1 1 1 - - -

0,23

- -

η 23

21

17

12

16,5

8,5

9,2

10,2

9,4

10,6

10,5

8 12,5

11,5

10,2

FF

0,85

-

0,78

0,63

0,74

0,67

0,71

0,75

0,63

0,63

1

- -

0,71

0,64

0,57

J SC (m

A/c

m2 )

270 - 23

24,4

10,8

22,7

24,8

22,8

38

39

- - 15

24,8

22,6

VO

C (V

)

1,05

-

0,95

0,76

2,05

0,56

0,52

0,6

0,4

0,43

1

-

0,79

0,63

0,66

0,72

JEN

IS S

OL

AR

CE

LL

[3]

Mat

eria

l

GaA

s

GaA

s

GaA

s

GaA

s

AlG

aAs /

GaA

s

GaA

S

Cu 2

S / C

dS

Cu 2

S / Z

nCdS

CuI

nSe 2

/ C

dS

CuI

nSe 2

/ C

dZnS

CdS

/ C

dTe

CdS

/ C

dTe

CdS

/ In

P

InP

WSe

2

G-2

Lampiran G – Jenis Solar Cell

Ref

ine

4 4 4 12

12 4 12

12

Rem

arks

PEC

CdT

e e

lect

rode

posi

tion,

elec

trode

posi

tion

- -

Mg

/ Zn 3

P 2, t

hin

film

- -

Are

a (c

m2 )

-

0,02

1 0,01

6

1 0,12

1

η 9,4

8,6

6,5

5,0

4,8

4,3

3,3

0,7

FF

0,56

0,64

0,48

0,45

0,63

0,55

0,43

0,25

J SC (m

A/c

m2 )

25

18,7

23,8

20

13

18

19

1,9

VO

C (V

)

0,65

0,72

3

0,57

0,6

0,59

0,48

0,41

1,2

JEN

IS S

OL

AR

CE

LL

[3]

Mat

eria

l

MoS

e 2

CdT

e

CdS

e

CdS

e / Z

nSe

/ Au

CuT

e /C

dTe

mer

ocya

nine

/ A

l

CuI

nS /

CuI

nS2

Zn3P

2

G-3

LAMPIRAN H

PERBANDINGAN TEKNIK MEMOMPA

Lampiran H – Perbandingan Teknik Memompa

PERBANDINGAN TEKNIK MEMOMPA [2]

Teknik

Memompa Keuntungan Kekurangan

Hand

Pump

• biaya rendah

• teknologi yang sederhana

• perawatan mudah

• debit rendah

• menghabiskan waktu dan energi secara

tidak produktif

• tidak ekonomis

Diesel &

Gasoline

Pump

• biaya awal rendah

• portable

• mudah dipasang dan

digunakan

• membutuhkan perawatan dan

penggantian suku cadang

• perawatan sering tidak memadai

sehingga kurang handal dan dapat

mengurangi usia pakai

• bahan bakar cenderung mahal dan

persediaannya tidak dapat diandalkan

• menghasilkan noise, debu dan asap.

Wind

Pump

• tidak membutuhkan

bahan bakar fosil

sehingga tidak

menimbulkan polusi

• awet

• perawatan sukar

• biaya perbaikan mahal

• sukar mencari suku cadang

• instalasi sukar dan membutuhkan

peralatan khusus

• sangat sensitif terhadap kecepatan angin

• membutuhkan tempat terbuka

Solar

Water

Pump

• perawatan mudah

• ramah lingkungan

• tidak membutuhkan

bahan bakar fosil

• pemasangan mudah

• dapat diandalkan

• awet

• sistem modular

• biaya awal besar

• output rendah saat cuaca mendung

H-1

LAMPIRAN I

ANNUAL GLOBAL SOLAR RADIATION

Lampiran I – Annual Global Solar Radiation

ANNUAL GLOBAL SOLAR RADIATION [22]

I-1

LAMPIRAN J

DOKUMENTASI

Lampiran J - Dokumentasi

DOKUMENTASI

series regulator

square wave inverter

J-1