Bagaimana Cara Kerja Baterai Tenaga Surya dan Penyimpanan Energi?

Panel surya telah menjadi solusi energi terbarukan yang semakin populer dalam beberapa tahun terakhir. Meskipun panel surya dapat menghasilkan listrik saat terkena sinar matahari, penggunaan baterai pada sistem panel surya memainkan peran penting dalam menyimpan energi untuk digunakan pada saat matahari tidak bersinar. Di mana fungsi baterai tenaga surya dapat menjadi tambahan penting untuk menyimpan kelebihan listrik yang dapat digunakan ketika panel surya tidak menghasilkan cukup energi, atau saat krusial tidak adanya asupan listrik, sehingga menjadi pilihan dalam memberikan daya listrik pada rumah atau di tempat bisnis Anda.

Di sini akan menjelaskan apa itu baterai surya, fakta mengenai baterai tenaga surya, proses kerja baterai tenaga surya dengan sistem tenaga surya, dan manfaat keseluruhan penggunaan baterai tenaga surya. penyimpanan baterai.

Apa itu Baterai Tenaga Surya?

Baterai surya adalah perangkat yang dapat Anda tambahkan ke sistem tenaga surya untuk menyimpan kelebihan listrik yang dihasilkan oleh panel surya. Kemudian Anda dapat menggunakan energi listrik yang tersimpan dalam baterai pada perangkat rumah tangga terutama pada saat krusial seperti saat panel surya tidak optimal menghasilkan listrik yang cukup, termasuk pada malam hari dan saat listrik padam.

Tujuan dari baterai tenaga surya adalah membantu Anda menggunakan lebih banyak energi matahari yang Anda hasilkan. Jika Anda tidak memiliki tempat penyimpanan baterai, kelebihan listrik dari tenaga surya akan masuk ke jaringan listrik, yang berarti Anda menghasilkan listrik dan menyediakannya kepada orang lain tanpa memanfaatkan sepenuhnya listrik yang dihasilkan panel Anda terlebih dahulu.

Fakta mengenai Baterai Tenaga Surya

Baterai Lithium-ion (Li-ion) adalah jenis baterai isi ulang yang paling umum digunakan di berbagai perangkat elektronik, seperti ponsel cerdas, laptop, kamera digital, dan kendaraan listrik.

Cara bekerja baterai jenis Lithium-ion ini, melalui reaksi kimia yang menyimpan energi kimia sebelum mengubahnya menjadi energi listrik. Reaksi terjadi ketika ion lithium melepaskan elektron bebas, dan elektron tersebut mengalir dari anoda yang bermuatan negatif ke katoda yang bermuatan positif. Gerakan ini didorong dan diperkuat oleh elektrolit garam lithium, cairan di dalam baterai yang menyeimbangkan reaksi dengan menyediakan ion positif yang diperlukan. Aliran elektron bebas ini menciptakan arus yang diperlukan oleh manusia untuk menggunakan listrik. Saat Anda mengambil daya listrik dari baterai, ion lithium mengalir kembali melintasi elektrolit ke elektroda positif. Pada saat yang sama, elektron berpindah dari elektroda negatif ke elektroda positif melalui sirkuit luar, memberi daya pada perangkat yang terpasang.

Proses kerja baterai tenaga surya pada sistem tenaga surya

Penangkapan Sinar Matahari:
- - Panel surya menghasilkan listrik DC (arus searah) dari sinar matahari.
  - Listrik DC ini dialirkan melalui inverter untuk menghasilkan listrik AC (arus bolak-balik).
  - Listrik AC memberi daya pada perangkat elektronik rumah tangga Anda.
  - Listrik ekstra (kelebihan) yang tidak digunakan, akan langsung mengisi baterai.
  - Saat matahari terbenam, peralatan Anda mendapat daya dari energi yang tersimpan di baterai Anda.
Pengisian Baterai: Arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya dialirkan ke dalam baterai untuk mengisi daya baterai. Baterai biasanya terhubung ke regulator atau pengontrol pengisian daya (charge controller). Charge controller bertugas untuk mengatur dan mengontrol jumlah arus listrik yang mengalir ke baterai, agar daya yang masuk ke baterai tetap stabil dan mencegah pengisian daya yang berlebih (overcharging). Catatan penting yang harus diingat, bahwa penggunaan regulator pengisian daya (harge controller) pada sistem panel surya membantu menjaga kesehatan baterai dengan mengatur arus masuk ke baterai. Hal ini membantu untuk mencegah kerusakan pada baterai akibat overcharging atau overdischarging, yang dapat memperpanjang umur pakai baterai.
Penyimpanan Energi: Baterai akan menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya selama periode penangkapan energi matahari. Saat kondisi sinar matahari buruk atau pada malam hari, maka baterai dapat memberikan pasokan energi yang telah disimpan. Jenis baterai yang umum digunakan pada sistem panel surya adalah baterai aki (lead-acid), baterai lithium-ion, atau baterai lainnya, tergantung pada kebutuhan dan aplikasi sistem.
Pemakaian Energi: Ketika diperlukan, energi yang disimpan dalam baterai dapat digunakan untuk menyuplai daya listrik ke perangkat atau sistem yang memerlukan daya listrik. Untuk itu dibutuhkan inverter yang bertugas untuk mengubah arus searah (DC) yang disimpan dalam baterai menjadi arus bolak-balik (AC) sehingga dapat digunakan oleh penerangan (lampu), perangkat rumah tangga atau sistem elektronik.
Siklus Pengisian dan Pengosongan: Proses pengisian dan pengosongan baterai dapat terus berulang sesuai dengan kebutuhan. Saat sinar matahari mencukupi, baterai diisi ulang, dan saat energi diperlukan tanpa sinar matahari, baterai dapat digunakan kembali untuk menyediakan daya. Baterai pada panel surya dilengkapi dengan sistem kontrol otomatis yang memantau tingkat pengisian baterai dan mengatur arus energi. Sistem ini memastikan bahwa baterai tidak overcharge (terlalu penuh) atau undercharge (terlalu kosong), yang dapat merusak daya tahan dan kinerja baterai.

Dengan menggunakan baterai tenaga surya pada panel surya, energi yang dihasilkan dapat disimpan dan digunakan pada saat malam hari atau saat kondisi cuaca buruk ketika sinar matahari tidak cukup tersedia. Hal ini meningkatkan ketersediaan dan kehandalan sistem tenaga surya.

Jenis-jenis Baterai Tenaga Surya pada Panel Surya:

Ada beberapa jenis baterai yang umumnya digunakan pada sistem panel surya, yaitu baterai asam timbal, baterai lithium-ion, dan baterai flow. Masing-masing memiliki karakteristik dan kelebihan tertentu tergantung pada kebutuhan dan kondisi lingkungan. Namun ada 2 pilihan yang umum digunakan yaitu jenis baterai lithium-ion dan asam timbal. Produsen panel surya biasanya lebih memilih baterai lithium-ion, karena dapat menyimpan lebih banyak energi, menahan energi lebih lama dibandingkan baterai lain, dan memiliki Depth of Discharge (DoD) yang lebih tinggi (presentase penggunaan baterai, terkait dengan kapasitas totalnya. Misalnya, jika baterai memiliki DoD sebesar 95%, maka baterai dapat menggunakan hingga 95% kapasitas baterai dengan aman sebelum perlu diisi ulang.

Baterai Ion Lithium

Seperti disebutkan sebelumnya, produsen baterai lebih memilih teknologi baterai lithium-ion karena DoD-nya yang lebih tinggi, masa pakai yang andal, kemampuan menyimpan lebih banyak energi lebih lama, dan ukuran yang lebih ringkas serta perawatan yang mudah. Tegangan yang dihasilkan oleh setiap sel lithium ion sekitar 3,6 Volt dibanding dengan baterai asam timbal sekitar 2 Volt. Artinya, dengan tegangan setiap sel ion lithium yang lebih tinggi maka lebih sedikit sel dalam banyak aplikasi baterai. Contohnya adalah smartphone yang memerlukan hanya satu sel, dan ini menyederhanakan manajemen daya. Memiliki karakteristik beban sel ion lithium cukup baik dengan memberikan 3,6 volt per sel yang cukup konstan sebelum jatuh saat pengisian terakhir digunakan. Namun karena memiliki banyaknya manfaat tersebut, jadi harga baterai lithium-ion juga lebih mahal dibandingkan baterai timbal-asam.

Selain memiliki banyak kelebihan, baterai jenis ion lithium ini memiliki kekurangan, yaitu: diperlukannya system perlindungan dari pengisian yang berlebihan dan pengosongan yang terlalu jauh. Selain itu, baterai jenis juga perlu mempertahankan arus dalam batas aman.

Baterai Asam Timbal

Baterai timbal-asam (kini sudah banyak digunakan pada kendaraan listrik seperti mobil listrik) merupakan jenis baterai isi ulang pertama yang ditemukan oleh fisikawan Prancis bernama Gaston Planté pada tahun 1859. Selain baterai ini tidak cocok untuk menyimpan banyak energi (karena rasio energi:berat yang kecil), baterai ini memiliki lonjakan arus yang tinggi ketika pertama kali dinyalakan (inrush current) membuatnya menjadi hal yang umum jika kapasitasnya (lebih dari sekitar 10 Ah). Akibat sifat ini, baterai ini banyak digunakan pada kendaraan bermotor untuk menyediakan arus tinggi saat proses menyalakan mesin (starter) dan meskipun begitu, kini telah digunakan secara luas sebagai sistem penyimpanan energi di rumah sebagai opsi daya listrik di luar jaringan listrik PLN. Mengenai harga baterai asam timbal sangat bersahabat dengan kantong disbanding baterai lithium, popularitasnya memudar karena DoD yang rendah dan masa pakai yang lebih pendek. Pengisian daya sistem baterai asam timbal ini juga lambat dan memerlukan waktu hingga 16 jam untuk terisi penuh. Hal ini memerlukan algoritma pembatas arus dan tegangan, sehingga membatasi arus dan daya pengisian. Jika arus pengisian terlalu tinggi akan menyebabkan sulfasi yang dapat menurunkan kinerja dan siklus hidup baterai.

Bagaimana baterai tenaga surya bekerja dengan Inverter Hybrid

Jika Anda memiliki inverter hybrid, satu perangkat dapat mengubah listrik DC menjadi listrik AC dan juga dapat mengubah listrik AC menjadi listrik DC. Hasilnya, Anda tidak memerlukan dua inverter dalam sistem fotovoltaik (PV): satu untuk mengubah listrik dari panel surya (inverter surya) dan satu lagi untuk mengubah listrik dari baterai surya (inverter baterai).

Juga dikenal sebagai inverter berbasis baterai atau inverter terikat jaringan hybrid, inverter hybrid menggabungkan inverter baterai dan inverter surya menjadi satu peralatan. Ini menghilangkan kebutuhan untuk memiliki dua inverter terpisah dalam pengaturan yang sama dengan berfungsi sebagai inverter untuk listrik dari baterai surya dan listrik dari panel surya Anda.

Inverter hybrid semakin populer karena bekerja dengan dan tanpa penyimpanan baterai. Anda dapat memasang inverter hibrida ke sistem tenaga surya tanpa baterai selama pemasangan awal, sehingga memberi Anda pilihan untuk menambahkan penyimpanan energi surya di kemudian hari.

Manfaat Penyimpanan Baterai Tenaga Surya

Menambahkan cadangan baterai untuk panel surya adalah cara terbaik untuk memastikan Anda mendapatkan hasil maksimal dari sistem tenaga surya Anda. Berikut adalah beberapa manfaat utama dari sistem penyimpanan baterai tenaga surya rumah:

Menyimpan Kelebihan Pembangkitan Listrik: Sistem panel surya Anda seringkali dapat menghasilkan daya lebih dari yang Anda butuhkan, terutama pada hari-hari cerah ketika tidak ada orang di rumah. Jika Anda tidak memiliki penyimpanan baterai energi surya, energi ekstra akan dikirim ke jaringan listrik. Jika Anda berpartisipasi dalam program pengukuran bersih, Anda bisa mendapatkan kredit untuk pembangkitan tambahan tersebut, namun biasanya rasionya tidak 1:1 untuk listrik yang Anda hasilkan. Dengan penyimpanan baterai, listrik ekstra akan mengisi baterai Anda untuk digunakan nanti, alih-alih disalurkan ke jaringan listrik. Anda dapat menggunakan energi yang tersimpan pada saat pembangkitan listrik rendah, sehingga mengurangi ketergantungan Anda pada jaringan listrik.
Menyediakan Daya Cadangan: Karena baterai dapat menyimpan kelebihan energi yang dihasilkan oleh panel surya, rumah Anda akan memiliki listrik yang tersedia selama pemadaman listrik dan saat-saat lain ketika jaringan listrik mati.
Mengurangi Jejak Karbon Anda: Dengan penyimpanan baterai panel surya, Anda dapat bertindak ramah lingkungan dengan memanfaatkan semaksimal mungkin energi bersih yang dihasilkan oleh sistem panel surya Anda. Jika energi tersebut tidak disimpan, Anda akan bergantung pada jaringan listrik ketika panel surya Anda tidak menghasilkan cukup untuk kebutuhan Anda. Namun, sebagian besar jaringan listrik dihasilkan menggunakan bahan bakar fosil, sehingga kemungkinan besar Anda akan menggunakan energi kotor saat menggunakan jaringan listrik.
Menyediakan Listrik Bahkan Setelah Matahari Terbenam: Saat matahari terbenam dan panel surya tidak menghasilkan listrik, jaringan listrik akan mengambil tindakan untuk menyediakan daya yang sangat dibutuhkan jika Anda tidak memiliki tempat penyimpanan baterai. Dengan baterai tenaga surya, Anda akan menggunakan lebih banyak listrik tenaga surya di malam hari, sehingga memberi Anda lebih banyak kemandirian energi dan membantu Anda menjaga tagihan listrik tetap rendah.
Solusi Tenang untuk Kebutuhan Daya Cadangan: Baterai tenaga surya adalah opsi penyimpanan daya cadangan yang 100% tanpa suara. Anda mendapatkan manfaat dari energi bersih yang bebas perawatan, dan tidak perlu berurusan dengan kebisingan yang berasal dari generator cadangan bertenaga gas.

Biasanya, saat Anda memasang panel surya, Anda akan memasang sistem panel surya yang ‘terikat jaringan’ dan bermeteran bersih. Ini berarti ketika panel surya Anda menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang Anda butuhkan, Anda dapat mengembalikan kelebihan listrik tersebut ke jaringan listrik. Sebaliknya, Anda dapat menarik listrik langsung dari jaringan listrik ketika Anda menggunakan lebih banyak listrik daripada yang dihasilkan panel Anda. Pengukuran bersih memungkinkan Anda menjalankan meteran listrik secara terbalik saat Anda memasukkan energi ekstra ke jaringan listrik dan menjalankannya ke depan saat Anda menariknya dari jaringan listrik, dengan utilitas Anda menagih Anda untuk listrik bersih yang Anda gunakan.

Dengan sistem penyimpanan tenaga surya plus, Anda dapat menggunakan listrik tersebut untuk mengisi daya sistem penyimpanan energi Anda alih-alih mengekspor kelebihan produksi tenaga surya ke jaringan listrik. Lalu, ketika Anda menggunakan listrik setelah matahari terbenam, Anda dapat menggunakan baterai tenaga surya, bukan dari jaringan listrik.

Di HANSolarcell memiliki keahlian dan pengalaman untuk memandu Anda dalam perjalanan energi terbarukan yang ramah lingkungan. Mulai dari instalasi dan servis tenaga surya hingga pemeliharaan dan pemantauan sistem, profesional tenaga surya, kami siap membantu Anda memanfaatkan energi ramah lingkungan.