Sistem Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya

Lampu Penerangan Jalan Umum Tenaga Surya (PJUTS) merupakan salah satu aplikasi dari pemanfaatan tenaga surya menjadi sumber energi listrik yang murah dan hemat. Sistem ini dirancang menggunakan panel surya, yang berfungsi untuk mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik. Sistem PJUTS mulai banyak digunakan karena memiliki banyak keunggulan, antara lain: terang, tahan lama, hemat energi, ramah lingkungan, bebas polusi, cepat dan mudah dalam pemasangan, hemat biaya perawatan, life time yang lama, serta cocok dipasang di segala lokasi.

Meskipun demikian, tetap saja ada sisi kelemahannya, yaitu PJUTS dinilai lebih mahal harganya dari pada sistem penerangan jalan umum dengan suplai energi dari PLN. Selain itu dibutuhkan juga sistem penyimpanan energi yang cukup besar, dikarenakan ada perbedaan waktu antara charging dan discharging. Beberapa komponen pada sistem lampu penerangan jalan umum antara lain:
1. Modul (panel) Surya

Modul (panel) surya merupakan gabungan dari beberapa sel surya, sedangkan beberapa modul yang dirangkai akan membentuk array. Sel surya merupakan komponen yang mampu melakukan proses efek foto listrik, yaitu mengubah cahaya matahari menjadi listrik. Listrik yang dihasilkan dari proses tersebut berupa DC (direct current). Satu sel surya mampu memproduksi daya hingga 2 watt pada tegangan 0,5 volt.

2. Baterai
Baterai menjadi bagian pokok dalam sistem penerangan jalan umum tenaga surya. Hal tersebut dikarenakan baterai harus mampu menyimpan energi yang cukup untuk menyuplai energi ke beban ketika tidak ada cahaya matahari. Sayangnya, karakter panel surya yang sangat bergantung pada cahaya matahari membuat baterai yang digunakan harus dapat menjamin ketersediaan energi yang lebih, minimal untuk menyuplai energi ke beban selama tiga hingga empat hari.

Di samping itu, panel surya yang harus digunakan pun harus diekspektasikan mampu memenuhi kebutuhan energi beban saat cahaya matahari normal. Ketika panel surya terlalu kecil untuk ukuran beban yang digunakan, maka otomatis baterai akan mencapai kondisi deep discharge lebih sering yang akan mengakibatkan life time baterai menjadi pendek. Oleh karena itu, life time menjadi salah satu bahan pertimbangan yang penting ketika memilih baterai. Saat ini, baterai LiFePO4 menjadi pilihan yang ideal untuk system PJUTS karena memiliki life time yang lama yaitu 2000 siklus dengan kapasitas masih 80 %, efisiensinya yang tinggi, dan tahan untuk waktu pengisian yang lama.

Baterai Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) merupakan salah satu aplikasi dari teknologi baterai Lithium ion yang menggunakan Fe sebagai elektroda positif sehingga murah dan ramah lingkungan. Selain itu, baterai ini menggunakan bahan dasar fosfat alam sehingga memiliki performa yang baik dan aman. Baterai LiFePO4 memiliki kapasitas spesifik sebesar 150-170 mAh/g dan energi spesifik 518-587 Wh/kg. Baterai ini banyak digunakan di alat-alat elektronik, kendaraan, dan juga alat-alat kedokteran.

3. Lampu

Lampu yang digunakan dalam penelitian ini adalahu jenis LED atau Light Emitting Diode. LED merupakan salah satu jenis emitter cahaya yang terbuat dari gallium arsenide (GaAs) dan tiga hingga lima komponen lainnya seperti InGaN, GaAsP, InGaAsP, GaP, dan GaAlAs. LED dipilih karena memiliki beberapa keunggulan, seperti efisiensi tinggi, life time yang panjang, dan aman untuk dirangkai hingga ribuan LED.

4. Controller
Dalam sistem penerangan jalan umum tenaga surya, controller sangat dibutuhkan guna meregulasi energi dari panel surya menuju baterai agar terhindar dari overcharge dan secara otomatis memutus aliran arus listrik dari baterai menuju beban disaat tegangan baterai rendah sehingga baterai terhindar dari over discharge.