Sistem Pendingin Pasif untuk Meningkatkan Daya Keluaran Panel Sel Surya

Abstract

Sel surya mengkonversi energi cahaya menjadi energi listrik. Karena permukaan panel sel surya terus disinari matahari, efisiensi sel surya menurun sekitar 0,5 % setiap kenaikan suhu permukaan 1 oC. Sistem pendingin pasif telah diajukan oleh banyak peneliti. Sementara sistem pendingin aktif menyerap arus yang dibangkitkan, sehingga hanya sistem pendingin pasif yang menjadi fokus penelitian tesis ini. Sistem pendingin dengan menggunakan kombinasi air dengan volume tetap dan heat-sink diajukan pada penelitian tesis ini. Eksperimen realisasi pendingin pada panel sel surya menunjukkan bahwa sistem pendingin yang diusulkan mampu mereduksi suhu permukaan lebih baik dari sistem yang hanya menggunakan air atau heat-sink saja. Penurunan suhu permukaan rata-rata yang dicapai 8,96 %; 10,13 %; dan 12,66 % lebih besar dari panel sel surya dengan pendingin air, panel surya dengan heat-sink dan panel tanpa pendingin. Panel sel surya dengan pendingin usulan menghasilkan tegangan output rata-rata lebih besar 4,66 %; 8,34 % dan 21,49 % dari panel dengan pendingin air, heat-sink, dan tanpa pendingin. Sementara arusnya berkisar 21,27 %; 3,73 %; dan 7,50 % lebih besar dari panel tanpa pendingin, heat-sink dan air. Daya keluaran mencapai rata-rata 47,71 % lebih tinggi dari panel tanpa pendingin. Nilai efisiensi 6,24 %, lebih tinggi 6,04 % dari pendingin air dan pendingin heat-sink erta 53 % lebih tinggi dari panel dasar.

Solar cell converts solar energy to electrical energy. As its surface is continuously exposed to sun, solar cell efficiency decreases about 0.5 % for 1 oC surface temperature increment. Passive active cooling systems have been proposed by researchers. Since active cooling system absorbs the generated current, this paper considers passive system as the cheapest one. The combination of water and heat-sink cooling system is proposed. The experimental implementation shows that the proposed system is able to reduce solar panel surface temperature better than the only water or the only heat-sink cooling system. It reduces surface temperature 12.66 %, 10.13 %, and 8.96 % higher than compared systems. The proposed cooling system exerts average voltages about 21.49 %, 4.66 %, and 8.34 % higher than others. Meanwhile, the load current is abouth 21.27 %, 3.73 %, and 7.50 % higher than others. Finally, the output power achieves about 47.71% higher than the standard panel. The panel efficiency is about 6.24 %, 6.04% higher than water cooling system, heat-sink cooling system and 53 % higher than basic panel.