Tips Battere

Battere merupakan bagian terpenting dalam solar panel, kita harus tepat memilih tipe battery atau aki kering untuk solar panel. Ok let’s see ..

Baterai adalah obyek kimia penyimpan arus listrik. Dalam sistem solar cell, energi listrik dalam baterai digunakan pada malam hari dan hari mendung. Karena intensitas sinar matahari bervariasi sepanjang hari, baterai memberikan energi yang konstan.

Baterai tidak seratus persen efisien, beberapa energi hilang seperti panas dari reaksi kimia, selama charging dan discharging. Charging adalah saat energi listrik diberikan kepada baterai, discharging adalah pada saat energi listrik diambil dari baterai. Satu cycle adalah charging dan discharging. Dalam sistem solar cell, satu hari dapat merupakan contoh satu cycle baterai (sepanjang hari charging, malam digunakan/ discharging).

Baterai tersedia dalam berbagai jenis dan ukuran. Ada dua jenis baterai yaitu "disposable" dan rechargeable. 

Baterai rechargeable digunakan oleh sistem solar cell adalah aki/ baterai lead-acid.

Baterai lead-acid

Baterai lead acid dapat dikelompokkan menjadi Liquid Vented dan Sealed (VRLA - Valve Regulated Lead Acid)

Liquid vented (aki dengan katup pengisian ulang cairan): adalah baterai mobil yang terbuat dari lempengan positif dan negatif dari paduan timah yang ditempatkan dalam larutan elektrolit dan air asam sulfuric. Baterai lead-acid yang terdiri dari 6 individu 2-sel volt. Baterai ini dirancang untuk memberikan arus listrik yang besar hanya beberapa saat, kemudian harus dicharging. (contoh pada saat starter mobil). Jadi baterai Liquid vented tidak cocok untuk sistem solar cell.

Pada saat mendekati full charge, hidrogen dihasilkan dan menguap dari baterai, mengakibatkan air baterai jenis ini berkurang. Untuk maintenance, baterai jenis ini harus dimonitor.

Baterai sealed lead-acid (VRLA). Tidak seperti baterai liquid vented, baterai  ini tidak memiliki caps/ katup, tidak ada akses ke elektrolit dan total  sealed.  Dengan demikian baterai jenis ini tidak memerlukan maintenance. Baterai Deep Cycle, adalah baterai yang cocok untuk sitem solar cell, karena dapat discharge sejumlah arus listrik secara konstan dalam waktu yang lama. Umumnya baterai deep cycle dapat discharge sampai dengan 80%  kapasitas baterai. Dengan perencanaan kapasitas dan maintenance yang baik, baterai jenis ini dapat bertahan selama kurang lebih 10 tahun.

Dua jenis baterai sealed yang digunakan sistem panel surya adalah gelcell dan Absorbed Glass Mat (AGM). Baterai gelcell adalah elektrolit baterai di-gel dengan silika gel untuk mengubah cairan menjadi gel massa.   Baterai AGM menggunakan mat gelas silik berserat untuk menunda elektrolit. Mat ini menyediakan kantong yang membantu dalam penggabungan gas-gas yang dihasilkan selama charging, dan membatasi jumlah dari gas hidrogen yang dihasilkan.

Keuntungan utama dari baterai sealed yaitu memiliki spill-proof.(tidak tumpah).

Baterai gelcell sangat rentan terhadap kerusakan dari overcharging khususnya pada cuaca panas dan jangka hidup menjadi lebih pendek daripada jenis baterai lainnya. Kebanyakan baterai sealed harus di charge pada tegangan rendah dan tingkat amper yang rendah untuk menghindari kelebihan gas dari kerusakan sel.

Baterai lead-acid memerlukan PV controller untuk menghindari overcharging dan discharging. PV controller, bekerja dengan cara mengawasi tegangan baterai, yang meningkat sebagaimana baterai di charge dan jatuh sebagaimana baterai discharge. Pengontrol charge dibutuhkan karena overcharging menyebabkan kehilangan cairan elektrolit yang berlebihan, yang meningkatkan kebutuhan pemeliharaan dan mempersingkat masa hidup baterai. Semakin baterai secara teratur discharge, umurnya semakin pendek.

Setiap jenis baterai mempunyai sedikit perbedaan tegangan charge (high voltage disconnect atao HVD). Tabel 6-1 menampilkan aturan tegangan untuk sealed dan baterai cairan lead-acid.

BATERAI ALKALINE

Baterai Alkaline, seperti baterai nickel-cadmium (logam putih nikel) dan nickel-ion, mempunyai lempengan positif dan negatif dalam elektrolit yang dibuat dari nikel dan logam putih atau nikel dan besi dan elektrolit adalah kalium hidroksida. Setiap sel mempunyai tegangan nominal 1.2 volt dan charge termination point adalah 1.65-1.8 volt. Baterai ini cukup mahal dan terdapat jendela tegangan masalah kompatibilitas dengan inverter tertentu dan pengendali biaya. Keuntungannya adalah tidak terlalu dipengaruhi oleh suhu seperti jenis baterai yang lain. 

SPESIFIKASI BATERAI

Perancang sistem panel surya harus mempertimbangkan variable dibawah ini saat menspesifikkan dan menginstall sistem penyimpanan baterai untuk panel surya stand-alone:

Days of Autonomy

Autonomy mengacu pada jumlah hari sistem baterai akan menyediakan suatu muatan tanpa dicharge oleh array panel surya atau sumber yang lain dengan mempertimbangkan lokasi sistem, total muatan, jenis muatan dan cuaca lokal serta iklim  untuk secara benar menentukan jumlah hari dari autonomi. Faktor yang paling penting dalam menentukan autonomi yang sesuai untuk sistem adalah ukuran dan jenis muatan yang disediakan sistem.
Rentang umum dari autonomy adalah:

• 2 sampai 3 hari tidak menggunakan atau sistem dengan generator back up
• 5 sampai 7 hari untuk muatan yang kritis dengan tidak ada sumber energi yang lain.

KAPASITAS BATERAI

Baterai dinilai oleh kapasitas amp-hour (Ah) berdasarkan jumlah energi yang diperlukan untuk menjalankan muatan dan berapa hari yang diperlukan untuk menyimpan energi karena kondisi cuaca.

Beberapa faktor dapat berdampak pada kapasitas baterai, termasuk peringkat, penilaian of discharge (pembebanan), kedalaman pembebanan, suhu, umur, dan karakteristik recharging. Kapasitas yang diminta juga dipengaruhi oleh ukuran muatan. Jika muatan berkurang, kapasitas juga berkurang.

TINGKAT DAN KEDALAMAN DISCHARGE (PEMBEBANAN)(LAJU DAN KEDALAMAN CAIRAN)

Rate (kecepatan) dimana baterai secara langsung discharge mempengaruhi kapasitas. Jika baterai discharge dengan cepat, kapasitas akan berkurang. Sebaliknya, baterai yang discharge dengan lambat akan memiliki kapasitas yang besar. Contohnya, baterai 6-volt akan memiliki kapasitas 180 Ah jika discharge 24 jam.

Spesifikasi baterai biasanya adalah kapasitas baterai dalam hubungan dengan jumlah jam yang discharged. Tabel 6-2 menampilkan beberapa baterai dan kapasitasnya dalam beberapa kecepatan discharge.

Depth of discharge (DOD) mengacu pada berapa banyak kapasitas yang akan ditarik dari baterai. Baterai Nicad dapat discharged secara total tanpa merusak baterai dan menahan tegangan. Saat NiCad sudah penuh discharged sebaliknya dapat daya tarik, berpotensi membahayakan muatan.

Sistem siklus shallow, discharge baterai hanya 10 sampai 20 persen, mempunyai dua keuntungan. Pertama, secara umum, baterai yang memiliki sistem siklus shallow akan memiliki umur panjang. Jika baterai hanya bersiklus sampai 10 persen DOD, akan berkurang sekitar 5 kali selama disiklus sampai 50 persen. Kedua, kebalikan kapasitas Ah didesain pada sistem untuk memperpanjang cuaca berawan, jika baterai bank besar dengan respect kepada kapasitas dari sumber charge, baterai tidak akan charge dengan cepat untuk mengembalikan pada full state of charge. Ini dapat dihasilkan pada sulfation dan mengurangi umur baterai.

HARAPAN HIDUP

Baterai kehilangan kapasitas dari waktu ke waktu dan dipertimbangkan berada pada akhir masa hidup saat 20 persen kapasitas aslinya hilang, meskipun masih tetap dapat digunakan.

Kedalaman discharge juga mengacu pada persentase kecepatan kapasitas baterai amp-hour yang telah digunakan. Umur baterai (angka siklus harian) berlawanan dengan kedalaman discharge (persen dari kapasitas baterai) ditunjukkan sebagai biaya lebih rendah pada Figure 6-2.

KONDISI LINGKUNGAN

Baterai sangat sensitif dan sangat dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Tegangan tinggi charge pada titik penghentian diperlukan untuk mencharge suhu baterai yang menurun. Pengontrol dengan fitur kompensasi suhu dapat secara otomatis sesuai dengan tegangan charge berdasarkan suhu baterai. Figur 6-3 mengilustrasikan dampak dari suhu pada baterai tingkat tiga discharge.

Meskipun kapasitas baterai menurun pada suhu rendah, umur baterai meningkat. Begitu pula, suhu baterai yang bertambah, umur baterai semakin pendek.

Saat sizing sistem, dapat mengimbangi efek dari suhu dengan menggunakan suhu pengganda baterai. Untuk menemukan kapasitas baterai yang sesuai, menggandakan kapasitas baterai yang diperlukan oleh suhu pengganda baterai pada tabel 6-3.

Suhu dingin lebih mempengaruhi dari kapasitas baterai. Pada lingkungan yang dingin, elektrolit dapat menjadi beku. Suhu dimana baterai akan beku adalah fungsi dari state of charge. Saat cairan elektrolit baterai sudah terpenuhi discharged, elektrolit adalah air. Elektrolit pada baterai yang terisi penuh mempunyai konsentrasi asam sulfat yang tinggi, yang beku pada suhu rendah. Elektrolit pada baterai terdiri dari sekitar 25% asam sulfat dan 75% air. Tabel 6-4 menampilkan titik beku pada bermacam-macam states of charge. Untuk mempertahankan suhu tetap, baterai lead-acid dapat ditempatkan pada kotak baterai yang berisolasi (R20 extuded polystyrene). NiCad tidak mudah rentan pada kerusakan pembekuan.

Baterai harus ditempatkan pada study enclosure (kotak baterai). Sejak baterai larutan elektrolit memproduksi hidrogen mudah meledak saat di charge, area dimana terletak baterai harus di vented dengan baik. Pertama, pemicuan dari peralatan listrik dapat menyalakan gas. Kedua, gas tersebut berkarat dan dapat menyerang sistem komponen yang lain. Tempat baterai digunakan untuk mengisi asam dalam kasus kebocoran baterai.

MEASURING BATTERY STATE OF CHARGE

Voltmeter atau hydrometer dapat digunakan untuk mengukur baterai state of charge. Untuk mengecek tegangan, baterai harus didiamkan selama beberapa jam (tidak dihubungkan dari sumber charging dan muatan). Tabel 6-4 dapat digunakan untuk membandingkan tegangan baterai 12V ke state of charge. Untuk sistem 24V, digandakan dengan 2, dan untuk sistem 48V, digandakan dengan 4. Untuk baterai gelcell mengurangi 0.2 volt dari angka di tabel.

Tabel 6-4 dapat juga digunakan untuk menentukan baterai state of charge dengan mengukur gravitasi sel yang sesuai dengan hydrometer.

KEAMANAN BATERAI

Baterai adalah sistem PV yang sangat berbahaya jika tidak ditangani, dijaga atau dipelihara dengan benar. Bahan kimia yang berbahaya, berat, dan tegangan tinggi dan arus adalah potensi yang sangat berbahaya yang dapat mengakibatkan shock listrik, peledakan, kebakaran, atau kerusakan karatan pada diri kita dan properti.

Peraturan keamanan untuk pemakaian yang tepat, instal, dan pemeliharaan dan penggantian sistem baterai panel surya:

Aturan keamanan baterai secara umum

• Gambar diagram batreri sebelum pengikatan (wiring)
• Pindahkan berbagai macam perhiasan sebelum bekerja disekitar baterai
• Gunakan perlatan yang memadai saat merakit sel
• Desain area baterai untuk mendapat ventilasi/pertukaran udara yang sesuai
• Gunakan pakaian yang sesuai (khususnya perlindungan mata) ketika bekerja pada baterai
• Memiliki baking soda (pengembang kue) untuk menetralisir asam dan spill (tumpah)
• Memiliki akses untuk air segar jika terkena siraman elektorlit pada kulit atau mata; jika terjadi siram dengan air lima sampai sepuluh menit, lalu hubungi dokter
• Jauhkan api dan sejenis dari baterai. Jangan merokok didekat baterai
• Pengosongan listrik statis tubuh sebelum menyentuh terminal post
  Jangan menghubungkan bank baterai dari berbagai sumber charging atau discharging sebelum bekerja pada baterai
• Jangan angkat baterai di terminal post atau menekan sisi baterai. Angkat baterai dari atas atau gunakan alat pengangkat.
• Jangan menggunakan logam yang keras pada peralatan non-insulated disekitar baterai untuk menghindari kemungkinan shock. Gunakan alat yang diikat untuk menghindari kecelakaan.
• Cuci tangan dengan segera setelah memegang baterai
• Letakkan baterai di tempat aman agar terhindar dari jangkauan anak kecil atau pun orang dewasa yang belum berpengalaman
• Ikuti petunjuk manufakturer

Yang harus dilakukan pada baterai:

• Jaga baterai dari living space (ruang hidup)
• Perlengkapan keselamatan tetap dekat pada baterai
• Gunakan pencegahan keamanan saat bekerja pada baterai
• Gunakan jadwal pemeliharaan dan pengairan
• Letakkan kotak baterai di luar ruangan
• Panjang kabel harus tetap sama ukuran
• Angka hubungan pararel harus minimum
• Cek dan rekam gravitasi spesifik semua sel saat pertama kali menerima baterai
• Menyamakan dalam keteraturan
• Membersihkan korosi
• Kabel untuk inverter dipindahkan dari atas kotak baterai (lubang diikat)
• Menghubungkan baterai terakhir
  
• Baterai tetap pada suhunya
  

Yang tidak boleh dilakukan pada baterai:

• Jangan mencampurkan jenis baterai yang berbeda
• Jangan mencampurkan baterai lama dengan yang baru
• Jangan mengairi baterai sebelum disamakan
• Jangan mengecek amps bersilang dengan terminalnya.

WUJUD PENGIKATAN BATERAI

Baterai perlu dibentuk (konfigurasi) untuk mendapatkan tegangan dan amp-hours yang dikehendaki dengan menggunakan desain dan parameter baterai. Figure 6-4, Figur 6-5, Figure 6-6 menunjukkan contoh dari bentuk pengikatan baterai bank untuk 12V, 24V, dan 48V.

Untuk menciptakan jalur panjang yang sama untuk aliran elektron melalui baterai, harus diikatkan pada posisi berlawanan dari baterai bank. Lihat figure 6-4, figure 6-5, dan figure 6-6.

Solar Panel

Solar panel adalah alat yang merubah sinar matahari menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif di dalam cell modul tersebut karena perbedaan electron. Hasil dari aliran elektron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung dimanfatkan untuk mengisi battery / aki sesuai tegangan dan ampere yang diperlukan. 

Solar Panel dengan berbagai ukuran WP

Solar cells panel, terdiri dari silikon, silikon mengubah intensitas sinar matahari menjadi energi listrik, saat intensitas cahaya berkurang (berawan, hujan, mendung) energi listrik yang dihasilkan juga akan berkurang.

Sel silikon di dalam solar cells panel yang disinari matahari / surya, membuat photon bergerak menuju electron dan menghasilkan arus dan tegangan listrik. Sebuah sel silikon menghasilkan kurang lebih tegangan 0.5 Volt. Jadi sebuah panel surya 12 Volt terdiri dari kurang lebih 36 sel surya (untuk menghasilkan 17 Volt tegangan maksimun).

Solar cells panel module memiliki kapasitas output: Watt hour. Solar cell 50 WP 12 V, memberikan output daya sebesar 50 Watt per hour dan tegangan adalah 12 Volt. Untuk perhitungan daya yang dihasilkan per hari adalah 50 Watt x 5 jam (maximun peak intensitas matahari).

Jenis-Jenis Solar Panel

Polikristal (Poly-crystalline)

Merupakan solar cells panel yang memiliki susunan kristal acak. Type Polikristal memerlukan luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan jenis monokristal untuk menghasilkan daya listrik yang sama, akan tetapi dapat menghasilkan listrik pada saat mendung. Pada saat mendung masih terdapat tegangan pada type solar panel ini. Dan sangat baik diterapakan pada daerah tropis dikarenakan cuaca pada daerah tropis yang selalu berubah-ubah.

Monokristal (Mono-crystalline)

Merupakan panel yang paling efisien, menghasilkan daya listrik persatuan luas yang paling tinggi. Memiliki efisiensi sampai dengan 15%. Kelemahan dari panel jenis ini adalah tidak akan berfungsi baik ditempat yang cahaya mataharinya kurang (teduh), efisiensinya akan turun drastis dalam cuaca berawan. Yang sangat menguntungkan dari tipe ini pasti karena ukuran minimimum tapi bisa menghasilkan daya listrik yang maksimum, akan tetapi ini sangat tidak cocok untuk diterapkan di indonesia dengan kondsi cuaca yang selalu berubah-ubah.

Amorphous

Silikon amosphous (a-Si) digunakan sebagai bahan baku solar cells panel untuk kalkulator pada waktu tertentu. Meskipun kinerjanya rendah daripada solar cells c-Si  (crystaline) tradisional, hal ini tidak terlalu penting dalam kalkulator, yang menggunakan tenaga yang sangat minim.

Saat ini, perkembangan pada teknik a-Si membuat mereka menjadi lebih efektif untuk area yang luas yang digunakan solar cells panel. Efisiensi tinggi dapat dicapai dengan penyusunan beberapa layar sel a-Si yang tipis di bagian atas satu sama lain, setiap rangkaian diatur untuk bekerja dengan pada frekuensi cahaya tertentu. Pendekatan ini tidak berlaku untuk sel c-Si, dimana sangat tebal sebagai hasil dari teknik pembangunan dan buram, menghalangi cahaya pada lapisan di tiap susunan.

Keuntungan dasar dari a-Si dalam skala produksi yang besar bukan pada efisiensi , tetapi pada biaya. Sel a-Si menggunakan sekitar 1% silikon daripada sell c-Si, dan biaya untuk silikon adalah faktor terbesar dalam biaya sel.

Perhitungan Jumlah Solar Cells Panel

Bila kita membutuhkan daya listrik Alternating Current sebesar 2000W selama 10 jam per hari ( 20KWh/hari ) sedangkan kita memiliki solar panel dgn kapasitas masing-masing 210WP 24V dan aki @12V 100Ah. Aki masing-masing harus dipasang secara paralel untuk mendapatkan tegangan 24 volt ini dikarenakan spec dari solar panel 24 volt sehingga untuk ke charging battery pun harus 24 volt. Dan berdasarkan perhitungan solar panel dari jam 7 pagi s/d jam 5 sore ( 10 jam ) akan terjadi pengecasan maksimum selama 4 jam sekitar jam 11 pagi hingga 3 sore, maka :

Kebutuhan solar panel = 2000 : (4x210) = 24 panel,

Jadi kebutuhan solar panel yang dibutuhkan berkisar 24 panel dengan dirangkai secara seri.

Dan kita juga harus memperhitungkan berapa banyak aki yang kita butuhkan dengan rumus sbb

= 2x3x kebutuhan listrik yang kita butuhkan

= 120Kwh

Jadi battery yang kita butuhkan adalah sebanyak 100 buah.

Adanya faktor pengali 3 untuk mengantisipasi bila hujan atau mendung terus-menerus selama 3 hari berturut-turut.  Sedangkan faktor pengali 2 disebabkan battery tidak boleh lebih dari 50% kehilangan kapasitasnya bila ingin battery-nya tahan lama, terutama untuk battery kering seperti type gel dan AGM.  Dengan kata lain diusahakan agar DOD ( Depth of Discharge ) tidak melampaui 50% karena sangat mempengaruhi life time dari battery itu sendiri.

Nice Morning

Selamat pagi dunia Handphone pun berdering, eh ada SMS kutek – kutek, ngubek – ngubek nyari hape dimana eh ketemu juga dibawah bantal dengan iler segudang. Hms ada 2 sms dari seseorang yang isinya begini : “Aku tak butuh kelebihan mu dan menuntut kesempurnaan mu. Karena kekurangan mu saja mampu membuatku meneguhkan hatiku, karena kamu yang apa adanya saja telah menjadikan aku bahagia dan beruntung mengenalmu J. Jadilah diri kamu yan gtetap berusaha dalam memperbaiki diri. Jika kamu merasa tak pantas bersamaku saat ini, maka pantaskanlah dirimu untuk menjadi imam ku kelak, karena aku pun berusaha memantaskan diri untuk menjadi seseorang yang akan menghabiskan waktunya bersamaku nanti. Biarlah kita jauh saat ini, dan Allah akan mempersatukan kita dengan cara-Nya suatu saat nanti (amin). Itu jauh lebih baik.

Hms dan aku menjawab subhanallah makasih, aku bukan siapa – siapa dan gak punya apa – apa, imanku gak sekuat mukmin yang kuat, tapi aku selalu berusaha memperbaiki diriku. Dia sebenernya seseorang yang biasa aja, paras tak cantik, pokoknya serba biasa, tapi ... Subhanallah akidahnya bagus banget. Dia baik, ramah tamah dan mencintai diriku tak lebih dari mencintai sang pencipta ALLAH SWT, begitu pun aku yang lemah ini, tak mau terpuruk dari godaan syetan yang terkutuk.

Beruntung Allah telah mempertemukan kami, nafsu kami tahan untuk menggapai kemulian diakhir nanti.