Pada dasarnya,
pembuatan sel surya tidak ubahnya pembuatan microchip yang ada di dalam
peralatan elektronika semisal komputer, televisi maupun alat pemutar musik
digital MP3. Banyak teknologi yang dipakai oleh sel surya mengadopsi dan
mengadaptasi teknologi pembuatan microchip karena teknologi microchip sudah
mapan jauh sebelum booming sel surya yang baru muncul belakangan di
akhir 1980-an.
Teknologi
pembuatan microchip maupun sel surya sama-sama bersandar pada konsep
nanoteknologi. Yakni sebuah konsep revolusioner dalam merekayasa perilaku dan
fungsi sebuah sistem pada skala molekul atau skala nanometer (berdimensi ukuran
se-per-milyar meter). Sistem yang dimaksud ini dapat berupa molekul-molekul,
ikatan kimia, hingga atom-atom yang menyusun sebuah produk. Yang direkayasa
ialah perilaku atom atau molekul-molekulnya tadi dengan jalan menyesuaikan
kondisi pembuatan atau lingkungan molekul atau atom yang dimaksud.
Gambar 1. Sebuah gambaran konsep
dari Nanoteknologi. Saking kecilnya produk nanoteknologi, hingga seekor semut
pun dapat turut membantu mengangkat sebuah microchip.
Sebagai contoh
nyata yang umum pada dunia akademik maupun industri mikrochip ialah, kita dapat
mengatur di mana sebuah molekul atau atom tersebut menempel di bagian tertentu
pada komponen microchip atau sel surya, atau “memrintahkan” ia berpindah dari
satu tempat ke tempat lain ketika arus listrik atau temperatur disesuaikan.
Pengaturan atau perekayasaan perilaku molekul atau atom ini sangat berguna
untuk menyesuaikan produk sebuah teknologi untuk keperluan sehari-hari. Hal ini
terlihat jelas jika melihat kegunaan komputer dewasa ini yang semakin cepat dan
poweful justru ketika ukuran prosesor-nya semakin kecil dan memori yang
semakin padat. Atau kita melihat bagaimana rekayasa molekul dapat menghasilkan
tanaman yang mengasilkan buah dan bibit yang berkualitas lebih unggul.
Gambar 2. Perbesaran dari bagian
internal sebuah prosesor komputer/semikonduktor.
Yang kadang
terlupakan, nanoteknologi tidak hanya menyentuh persoalan bagaimana membuat,
namun juga bagaimana menguji dan mengamatinya, yang jelas
membutuhkan alat yang sama-sama berangkat dari konsep yang sama dan dimensi
ukuran yang sama. Semisal, ketika ingin mengetahui sebuah produk apakah bagus
atau tidak, maka perlu melalui serentetan pengujian dan analisa yang berujung
pada sebuah kesimpulan bagus atau jeleknya sebuah produk. Jika produknya
memiliki ukuran satu helai rambut dibelah 1000, maka alat penguji dan
pengamatnya harus mampu menjejak dengan ketelitian hingga sebesar itu pula.
Sesunggunya, nenoteknologi ini ialah konsep yang sangat mahal, mahal dalam arti
kata sebenarnya. Sangat banyak prasyarat maupun biaya yang harus dipenuhi
sebelum memulai sebuah penelitian dalam skala nanoteknologi, apalagi untuk
membawanya ke arah komersialisasi yang melibatkan investasi yang tidak sedikit
dan kerumitan yang tinggi.
Ada syarat kebersihan ekstra jika
kita hendak mengadopsi konsep nanoteknologi. Semakin kecil sebuah produk, maka
jika ada kotoran atau debu saja yang menempel pada produk tersebut (yang
notabene berukuran sama), maka produk nanoteknologi tersebut tidak akan
berfungsi dengan baik. Sehingga, salah satu investasi ekstra jika hendak
menekuni nanoteknologi ialah membangun fasilitas entah itu pabrik atau
laboratorium yang sangat-sangat bersih sesuai dengan standar yang berlaku, yang
disebut dengan Clean Room (lihat gambar 3 berikut).
Gambar 3. Situasi di sebuah Clean
Room. Perhatikan baju khusus anti debu yang dipakai para pekerja di sebuah
Clean Room.
Standar
pembuatan sel surya jenis silikon melalui beberapa proses implantasi
(pemasukan) atom-atom lain ke dalam material silikon yang melibatkan proses
kimiawi difusi gas pada temperatur di atas 800 derajat Celcius. Proses ini
apabila tidak teliti akan mengakibatkan kebocoran dan sangat berbahaya karena
mempergunakan gas yang beracun bagi kesehatan. Alat yang dipergunakan sendiri
jelas harus mampu membangkitkan, mengatur dan mempertahankan proses di dalam
temperatur tinggi tersebut. Pembuatan sel surya sendiri melalui beberapa tahap
proses yang serupa dengan proses implantasi ini dalam temperatur yang
berbeda-beda. Jelas tidak boleh terdapat adanya pengotor semacam debu yang
ditolerir selama proses berlangsunng karena bila ada, maka sel surya akan gagal
total.
Sebenarnya.
jika kita melihat alat dan proses yangterlibat dalam pembuatan sel surya secara
langsung, maka kesan angker dan sakralnya proses tersebut akan
hilang dengan sendirinya (lihat gambar 4 di bawah ini). Prosesnya melibatkan
otomatisasi dan komputerisasi. Alatnya sendiri terbungkus rapi di dalam sebuah
lemari besi berjendela kaca sehingga aman ketika dioperasikan. Hanya saja,
untuk berinvestasi membeli, mempergunakan serta merawat alat tersebut, biaya
yang dikeluarkan sangatlah mahal untuk ukuran kita sehingga mustahil bagi
industri kecil apalagi perseorangan untuk membuat sel surya sendiri. Terlebih
dalam menyediakan gas khusus yang dibutuhkan untuk implantasi atom yang tidak
sembarangan dalam penanganannya.
Gambar 4. (Kiri) Salah satu alat
untuk melakukan proses difusi atom ke dalam silikon yang mengandalkan plasma.
(Kanan) Tipikal alat pembuatan sel surya yang telah terintegrasi dan terkompuiterisasi
Kerumitan
pembuatan sel surya ada pada tahap pengecekan efisiensi sel yang baru dibuat.
Memeriksa apakah sel surya itu dapat berfungsi dengan baik dan dengan efisiensi
yang baik membutuhkan peralatan tersendiri dan tidak sembarangan untuk sekedar
dirakit. Peralatan ini mensimulasikan besarnya energi cahaya matahari dan harus
dikalibrasi dengan standar tertentu. Simulasi
ini harus mendekati kondisi sebenarnya penyinaran cahaya matahari. Alat yang
dperlukan untuk ini ialah solar simulator yakni alat yang mensimulasikan
energi cahaya matahari dan mengukur respon sel surya terhadap cahaya matahari
yang akhirnya menghitung efisiensi sel surya.
Gambar 5. (Atas) Prinsip kerja
sebuah Solar Simulator, (Bawah) Solar simulator yang dijual di pasaran.
Untuk meniru energi yang dipancarkan
oleh matahari, Solar Simulator ini dilengkapi dengan lampu yang berisi gas
Xenon yang mampu memberikan kondisi yang nyaris persis sama dengan matahari.
Sel surya yang hendak diukur efisiensinya, diletakkan di bagian yang telah
ditentukan. Hasil akhir dari simulasi ini ialah berapa besar efisiensi dan daya
yang mampu dihasilkan oleh sebuah sel surya. Biasanya pengukuran ini dilakukan
pada tahap paling akhir pembuatan sel surya.
Apa yang dapat
kita dilakukan?
Penulis melihat
meski sel surya tidak dapat dikembangkan secara sembarangan, ada
beberapa hal yang perlu dicermati sebagai pintu masuk terlibatnya masyarakat
kita turut aktif mengembangkan sel surya. Penulis urutkan dari tingkatan paling
ideal hingga yang paling realistis untuk dilakukan.
1. Peleburan
dan pembuatan wafer silikon
Kalau negara
kita mengklaim memiliki kekayaan alam pasir silika yang dapat diolah menjadi
silikon, maka ini perlu dibuktikan dengan memproduksi sendiri silikon yang
diperlukan. Negara kita cukup mampu dalam mengolah bijih-bijih logam dan
mustinya mampu pula mengolah pasir silika menjadi bijih silikon. Namun, jika kemampuan
finansial maupun teknik bangsa kita masih kalah jauh dengan negara yang sudah
maju dalam pembuatan wafer silikon monokristal untuk semikonduktor, maka
cukuplah membidik pangsa pasar wafer silikon polikristal untuk sel surya yang
level pembuatannya relatif lebih mudah dilakukan.
Gambar 6. pasir silika, menunggu
untuk diubah menjadi sel surya.
Sejatinya,
industri wafer silikon ialah sebuah industri strategis berteknologi tinggi.
Posisinya sama dengan industri dirgantara, kapal laut maupun industri baja. Hal
ini berkaitan dengan peran vital silikon dalam industri elektronik. Tidak ada
industri elektronik manapun yang tidak membutuhkan silikon. Bila sebuah gedung
dapat berdiri tegak karena memanfaatkan baja dan pesawat dapat terbang karena
menggunakan aluminium, maka komputer dan alat elektronika lain dapat berfungsi
karena adanya wafer silikon ini.
Apabila negara
kita dapat memiliki industrri strategis di bidang ini, maka kontribusi
Indonesia terhadap industri dunia menjadi sangat siginifikan. Sebagai contoh
terdekat dengan penulis saat ini, Korea Selatan saat ini menjadi pemimpin dalam
bidang memori RAM komputer dengan merek Samsung maupun Hynix. Meski demikian,
merka tetap bersikeras membuat wafer silikon sendiri demi mengurangi
ketergantungan industri memorinya dari wafer silikon buatan luar. Efek positif
dari pembuatan wafer sendiri ialah tingkat kecepatan suplai bahan baku wafer
serta meningkatnya sisi konpetitif dan ekonomis dari memori buatan Korea di
pasar dunia.
2. Impor
mesin-mesin pembuatan sel surya.
Langkah China
dalam memasarkan sel surya di negaranya maupun di pasaran dunia cukup menarik
untuk dicermati. Industri-industri China tidak membuat material dasar wafer
silikon untuk sel surya karena mereka tahu investasinya akan sangat besar. Mereka
juga tidak memiliki kemampuan dalam membuat mesin-mesin yang dipergunakan
pabrik-pabrik mereka untuk membuat sel surya dalam skala besar.
Gambar 7. Mesin pembuat sel
surya yang telah terintegrasi. Perlu ada investasi untuk membelinya dari luar
negeri.
Hanya saja,
strategi mereka ialah, mengimpor mesin-mesin pabrik dari Jerman sebagai
bahagian dari investasi, serta mengimpor material silikon khusus untuk sel
surya dari negaa-negara lain semisal, Jerman, Jepang dan Korea Selatan.
Keunggulan komparatif upah pekerja yang murah, membuat sel-sel surya made in
China saat ini bersaing di pasaran sel surya Eropa selain menjadi tuan rumah di
negara sendiri tentunya. Hal ini penulis saksikan sendiri dalam ajang pameran
dan konferensi ilmiah sel surya tahun 2005 di Shanghai, China. Mungkin strategi
ini dalam jangka pendek bisa diterapkan di Indonesia.
3. Industri
assembly.
Kerumitan
pembuatan sel surya tidak terlalu ditemui pada proses enkapsulasi sel surya
menjadi sebuah modul surya. Sebagai informasi, sel surya sendiri berukuran
sekitar 5 x 5 atau 10 x 10 cm persegi. Sel sebesar ini hanya dapat mengkonversi
cahaya matahari menjadi listrik berdaya sekitar 1 – 2 Watt saja. Untuk dapat
digunakan secara praktis, seitar 30 hingga 50 buah sel surya ini dirangkaikan satu
sama lain agar menghasilkan daya keluaran sekitar 50 hingga 75 Watt. Rangkaian
sel surya ini disebut dengan modul surya dan modul surya-lah yang
sebenarnya dijual dipasaran yang terdiri atas sekian buah sel surya (Gambar 8).
Dengan menata seberapa besar kebutuhan listrik, maka tinggal dihitung saja
berapa banyak modul surya yang perlu dibeli, kemudian digabung dan dirangkaikan
kembali agar menghasilkan daya keluaran sesuai dengan kebutuhan listrik rumah
tangga misalnya. Rangkaian modul surya ini disebut dengan panel surya.
Gambar 8. Contoh modul sel surya
yang dipasarkan. Perhatikan adanya sel surya di dalam modul yang telah
dirangkai dan dienkapsulasi menjadi satu susunan besar modul surya.
Sejauh yang
penulis ketahui, proses enkapsulasi sel surya menjadi modul surya relatif lebih
mudah dilakukan oleh industri menengah karena inti kegiatannya sama dengan
proses assembly, atau merangkai sesuatu dari komponen-komponen yang
sudah jadi. PT LEN, sebuah BUMN konon kabarnya sudah mampu meng-assembly sel
surya menjadi modul surya yang siap dipasarkan. Melalui langkah ini. industri
assembly sel surya tidak perlu berinvestasi pada penambangan, peleburan dan
pembuatan wafer silikon. Jalan umum yang diambil hanyalah mengimpor sel surya
yang sudah jadi, kemudian merangkainya menjadi modul dan menjualnya kembali ke
pasaran.
4. Pembuatan
komponen pelengkap sel surya.
Hal terakhir
yang mungkin penulis sarankan ialah menekuni pembuatan komponen sel surya
(disebut dengan balance of system lihat Gambar 8), semacam inverter DC
ke AC, kabel-kabel, aki atau baterei, beberapa kontroler yang penulis yakin
sudah cukup dikuasai industri elektronika di Indonesia. Jelas keuntungan produk
Indonesia yang relatif murah mustinya dapat merajai pasar komponen untuk sel
surya di tanah air. Sebagai tambahan, mungkin desain perumahan atau gedung yang
siap merespon pemakaian sel surya di Indonesia dapat menjadi lahan bagus buat
para arsitek.
Gambar 9. Komponen-komponen
pelengkap sel surya agar dapat bekerja (Balance of System)
Antara Ilmu dan
Investasi
Akhirul kalam, dengan
menurunkan artikel ini, penulis agak khawatir telah menutup semangat dan
cita-cita beberapa pengunjung Blog peminat sel surya yang berniat untuk
mengusahakan sel surya sendiri, atau beberapa pihak yang telah melihat potensi
alam Indonesia yang kaya pasir silika akan surut langkahnya untuk melirik
energi alternatif lain di masa depan. Tidak kurang dari profesional, masyarakat
awam hingga anggota direksi sebuah BUMN sempat menanyakan kemungkinan membuat
sel surya sendiri.
Namun penulis
berpegang bahwa itulah manfaat ilmu, yakni mengkaji dan meluruskan serta
memberikan sebuah rekomendasi sebagai respon atas pandangan umum di
tengah-tengah masyarakat mengenai sebuah produk teknologi, dalam hal ini sel
surya. Sel surya sebagai produk teknologi tidak lepas dari peran investasi
sebagai konsekuensi logis dari visi produksi massal sel surya guna mengatasi
tantangan energi di masa depan. Tanpa investasi baik dalam tataran penelitian,
pengembangan maupun produksi, hasil teknologi tidak dapat dinikmati oleh masyarakat
luas melainkan teronggok di dalam lemari perpustakaan atau sekedar bahan
laporan akhir atau sekedar karya ilmiah kecil.
Sebagai
penutup, penulis menegaskan bahwa negara kita apalagi kita perseorangan, tidak
mungkin alias mustahil membuat sel surya sendiri meski dengan menggunakan
bahan-bahan alam dari bumi pertiwi tanpa investasi besar dan langkah yang
serius. Mungkin pemerintah perlu segera membuat langkah nyata agar investor antuisias menanamkan modal
untuk mengolah potensi silikon serta membangun iklim penelitian dan investasi
di area sel surya yang kondusif. Dengan
catatan, pemerintah musti sudah bervisi ke depan mempersiapkan konsep energi
yang berkelanjutan, bersih dan murah.
This article was copied with some edit from link below :
0 komentar:
Poskan Komentar