Analisis Komprehensif Teknologi Panel Surya: Prinsip, Komponen, dan Konfigurasi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Hery Sudaryanto

doi:10.5281/zenodo.21322583

Authors

Hery Sudaryanto Universitas Pertahanan Republik Indonesia, Indonesia Author

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.21322583

Keywords:

Panel Surya, Fotovoltaik, Energi Terbarukan, Sel Surya, PLTS

Abstract

Energi surya memainkan peran penting dalam transisi global menuju energi terbarukan, dengan teknologi fotovoltaik (PV) memimpin pasar. Artikel ini memberikan analisis komprehensif tentang teknologi panel surya, meliputi prinsip kerja fundamentalnya, komponen sistem penting, dan konfigurasi struktural di pembangkit listrik tenaga surya. Artikel ini mengevaluasi sel surya berbasis silikon tradisional bersama dengan teknologi generasi berikutnya yang sedang berkembang. Analisis kuantitatif menunjukkan bahwa panel silikon monokristalin konvensional mencapai efisiensi komersial tertinggi sebesar 15% hingga 22%, sementara teknologi polikristalin dan film tipis menawarkan efisiensi yang lebih rendah, masing-masing sebesar 13% hingga 18% dan 10% hingga 12%. Untuk mengatasi batasan efisiensi teoritis silikon, sel surya perovskit yang sedang berkembang telah menunjukkan efisiensi laboratorium melebihi 25%, dan struktur tandem/multi-junction mendorong batas kinerja melewati 30% dengan mengoptimalkan penyerapan spektral. Di luar fisika tingkat sel, studi ini meneliti komponen balance of system (BOS) yang penting, termasuk inverter, pengontrol pengisian daya, dan infrastruktur penyimpanan baterai (seperti timbal-asam dan litium-ion). Selain itu, studi ini merinci dinamika rekayasa dan operasional dari konfigurasi pembangkit listrik tenaga surya on-grid, off-grid, dan hibrida. Dengan mengintegrasikan rekayasa struktur, ilmu material, dan desain sistem, ulasan ini berfungsi sebagai referensi teknis strategis untuk mengoptimalkan penyebaran, efisiensi, dan keandalan instalasi pembangkit listrik tenaga surya modern.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika. (2023). Data iklim dan potensi energi surya Indonesia. Jakarta: BMKG.

Balãnuțã, T., Popa, R., & Ionescu, C. (2024). Balance-of-system components in photovoltaic power plants: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 192, Article 114234. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.114234

Becquerel, A. E. (1839). Mémoire sur les effets électriques produits sous l'influence des rayons solaires. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, 9, 561–567.

David, M., Smith, J., & Williams, P. (2025). Global transition towards renewable energy: Socio-economic and technical perspectives. Energy Policy, 189, Article 114156. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2025.114156

Green, M. A., Dunlop, E. D., Hohl-Ebinger, J., Yoshita, M., Kopidakis, N., & Hao, X. (2022). Solar cell efficiency tables (Version 60). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 30(7), 687–701. https://doi.org/10.1002/pip.3567

Green, M. A., Dunlop, E. D., Hohl-Ebinger, J., Yoshita, M., Kopidakis, N., & Hao, X. (2023). Solar cell efficiency tables (Version 61). Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 31(1), 3–16. https://doi.org/10.1002/pip.3646

Hasan, S., Hamidun, M. S., & Baderan, D. W. K. (2025). Manajemen sumber daya energi terbarukan: Optimalisasi PLTS-PLTB untuk kelistrikan berkelanjutan di Pulau Dudepo. Konstruksi: Jurnal Riset Ilmu Teknik, 3(3). https://doi.org/10.61132/konstruksi.v3i3.854

Hernandez, J., & Martinez, R. (2021). Perovskite solar cells: A review of recent progress. Journal of Renewable Energy, 45(3), 234–248. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.01.123

Institute for Essential Services Reform. (2023). A 2023's update on the levelized cost of electricity and levelized cost of storage in Indonesia. IESR. https://iesr.or.id/wp-content/uploads/2023/03/IESR-2023-Making-Energy-Transition-Succeed-A-2023s-Update-on-The-Levelized-Cost-of-Electricity-and-Storage-LCOE-LCOS.pdf

International Energy Agency. (2022). Renewables 2022: Analysis and forecast to 2027. IEA Publications.

International Renewable Energy Agency. (2023). Renewable power generation costs in 2022. IRENA.

Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. (2021). Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 26 Tahun 2021 tentang Pembangkit Listrik Tenaga Surya Atap yang Terhubung Pada Jaringan Tenaga Listrik Pemegang Izin Usaha Penyediaan Tenaga Listrik untuk Kepentingan Umum. Jakarta: Kementerian ESDM.

Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. (2022a). Statistik energi terbarukan Indonesia 2022. Jakarta: Kementerian ESDM.

Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. (2022b, Juni 17). Program ACCESS Kementerian ESDM wisuda 48 operator PLTS lokal [Siaran Pers]. https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-berita/program-access-kementerian-esdm-wisuda-48-operator-plts-lokal

Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral & United Nations Development Programme. (2022). Program ACCESS: Akses listrik untuk desa-desa terpencil di Indonesia. Jakarta: Kementerian ESDM & UNDP.

Kojima, A., Teshima, K., Shirai, Y., & Miyasaka, T. (2009). Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells. Journal of the American Chemical Society, 131 (17), 6050–6051. https://doi.org/10.1021/ja809598r

Kumar, A., & Singh, P. (2022). Tandem solar cells: Advances and prospects. Solar Energy Materials and Solar Cells, 236, Article 111543. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2021.111543

Kurniawan, J., Rosyadi, M., & Wijaya, F. (2025). Studi tekno ekonomi pembangunan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) Pulau Badi, Provinsi Sulawesi Selatan [Tesis Magister, IT PLN]. Repositori IT PLN. https://repository.itpln.ac.id/id/eprint/5254/

Malvino, A. P. (1986). Prinsip-prinsip elektronika (Ed. ke-2). Erlangga.

Martinez-Diaz, M., Garcia, L., & Fernandez, R. (2024). Reputable indexing databases for renewable energy research: A bibliometric analysis. Scientometrics, 129 (2), 789–810. https://doi.org/10.1007/s11192-024-04912-3

National Renewable Energy Laboratory. (2023). Best research-cell efficiency chart. https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html

Polman, A., Knight, M., Garnett, E. C., Ehrler, B., & Sinke, W. C. (2016). Photovoltaic materials: Present efficiencies and future challenges. Science, 352(6283), Article aad4424. https://doi.org/10.1126/science.aad4424

Pratama, M. A. (2020). Analisis kinerja panel surya 100 WP terhadap intensitas cahaya matahari dan sudut panel miring [Skripsi, Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara]. Repositori UMSU.

Razykov, T. M., Ferekides, C. S., Morel, D., Stefanakos, E., Ullal, H. S., & Upadhyaya, H. M. (2011). Solar photovoltaic electricity: Current status and future prospects. Solar Energy, 85(8), 1580–1608. https://doi.org/10.1016/j.solener.2010.12.002

Rudiyanto, B., Rachmanita, R. E., & Budiprasojo, A. (2023). Dasar-dasar pemasangan panel surya. Unisma Press.

Shockley, W., & Queisser, H. J. (1961). Detailed balance limit of efficiency of p-n junction solar cells. Journal of Applied Physics, 32(3), 510–519. https://doi.org/10.1063/1.1736034

Snyder, J., Anderson, T., & Patel, R. (2026). Emerging tandem cell configurations in next-generation photovoltaics. Advanced Energy Materials, 16(4), Article 2301456. https://doi.org/10.1002/aenm.202301456

Subandi, & Hani, S. (2015). Teknologi panel surya: Prinsip dan aplikasi. Penerbit Andi.

Sukandarrumidi, Kotta, H. Z., & Wintolo, D. (2018). Energi terbarukan: Konsep dasar menuju kemandirian energi. Gadjah Mada University Press.

Sukhatme, S. P., & Nayak, J. K. (2017). Solar energy: Principles of thermal collection and storage (Ed. ke-4). McGraw-Hill Education.

Wenham, S. R., Green, M. A., Watt, M. E., & Corkish, R. (2013). Applied photovoltaics (Ed. ke-3). Routledge. https://doi.org/10.4324/9781849770507

Zhang, Y., & Wang, L. (2020). Thin-film photovoltaic technologies: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 134, Article 110371. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110371