Lampu tenaga solar

1.0              PENGENALAN

Kebijaksanaan adalah kunci utama dalam menangani apa jua permasalahan yang wujud terutama sekali dalam menangani cabaran dunia yang semakin rancak membangun. Isu sumber tenaga adalah salah satu cabaran yang perlu dititik beratkan dan sama sekali tidak perlu di abaikankerana ia melibatkan kesejahteraan hidup manusia dan kemakmuran negara.

 Di negara Malaysia,  lebih daripada 90 peratus tenaga yang digunakan adalah daripada tenaga elektrik .Tenaga elektik ini dijana hampir setiap hari bagi memenuhi kehendak pengguna dalam menjalani kehidupan  seharian. Sumber-sumber  asas yang digunakan adalah dari sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui seperti gas asli dan arang batu.

Perlu disedari bahawa bekalan sumber gas asli dan arang batu yang menjadi sumber tenaga utama Malaysia pada masa kini tidaklah wajar dilihat sebagai sumber yang akan berkekalan selama-lamanya. Ini sudah pasti akan memberikesan yang besar kepada generasi akan datang sekiranya sumber ini akan luput mengikut peredaran masa. Oleh yang demikian, tenaga elektrik perlu di gunakan secara berkhemah dan bijaksana. Sudah pasti manusia tidak seharusnya membazir dan menggunakan tenaga elektrik ini secara sewenang-wenangnya bagi mengelakkan sumber-sumber ini lenyap di bumi.

Teknologi  Hijau  adalah  penyelesaian terbaik dalam  usaha menjana tenaga dengan cekap dan tidak memberi kesan sampingan kepada manusia. Penggunaan sumber-sumber berterusan dan boleh diperbaharui dilihat sebagai sumber yang boleh diketengahkan bagi menggantikan sumbe rtenaga yang sedia ada. Kajian  mendapati  terdapat empat sumber tenaga yang berpotensi tingg iuntuk dimajukan di dalam sektor penjanaan kuasa Malaysia. Tenaga tersebut adalah tenaga solar,tenaga angin, tenaga hidro dan tenaga nuklear.

Teknologi Hijau merujuk pembangunan dan aplikasi produk,  peralatan serta sistem untuk memelihara alam sekitar dan alam semulajadi dan  meminimumkan atau mengurangkan kesan negatif daripada aktiviti  manusia. Teknologi Hijau merujuk produk, peralatan, atau sistem yang dapat  meminimumkan degrasi kualiti persekitaran.Ini adalah bagi mewujudkan persekitaran yang bebas  daripada kesan negatif. Ia juga    mempunyai pembebasan Gas Rumah Hijau (GHG) yang rendah atau sifar  dan  ia selamat untuk digunakan dan menyediakan persekitaran sihat dan lebih baik untuk semua hidupan. Keadaan ini  boleh  menjimatkan  tenaga dan sumber asli,  dan menggalakkan sumber-sumber yang boleh diperbaharui.

Malaysia kaya dengan sumber tenaga boleh diperbaharui (RE) seperti biomass, biogas, tenaga suria, angin dan juga mini hidro. Potensi RE ini adalah sangat besar, terutamanya tenaga biomass di mana sumber-sumber biomass ini merupakan hasil tanaman sendiri dan pada umumnya tidak didagangkan. Potensi untuk projek mini hidro terutama jenis “run-of-the-river” juga adalah amat besar kerana tenaga yang diperolehi daripada sungai-sungai di negara ini telah terbukti dapat menyalurkan bekalan elektrik ke kawasan-kawasan pedalaman. Tenaga suria juga merupakan satu lagi sumber  RE yang sedia ada, kerana kedudukan geografi  Malaysia di garisan Khatulistiwa.

Dasar Teknologi Hijau Negara (DTHN) dilancarkan pada 24 Julai 2009. Tenaga hijau merujuk kepada penggunaan sumber-sumber tenaga yang tidak mencemarkan alam dan boleh diperbaharu seperti angin, tenaga nuklear, dan tenaga suria. Teknologi hijau telah dibangunkan di Jepun dan di Jerman sejak tahun 1990-an lagi. Protokol Kyoto 1997 merupakan persetujuan dalam Persidangan Rangka Kerja PBB tentang perubahan iklim dunia. Gas rumah hijau ialah karbon dioksida, metana, nitrus oksida, sulfur heksafluorida, kloroflurokarbon (CFC) dan perfluorokarbon (PFC). Kesan rumah hijau ialah pemanasan yang berlaku apabila kepekatan gas rumah hijau di dalam satu ruangan tertutup meningkat dan menghalang haba daripada mudah terbebas.

Terdapat  empat  tunggak Dasar Teknologi Hijau Negara. Tunggak yang   pertama  adalah Tenaga.  Dasarnya adalah mencari ketidakbergantungan  tenaga dan  mempromosikan kecekapan tenaga. Tunggak yang kedua  adalah  alam sekitar . Dasar  alam sekitar  adalah memulihara dan  meminimumkan kesan kepada alam sekitar. Tunggak yang ketiga adalah  ekonomi. Ia  adalah bagi  meningkatkan pembangunan ekonomi negara  melalui penggunaan teknologi  dan  Sosial –dimana meningkatkan kualiti  hidup untuk semua .

            Konsep ini berhubung rapat dengan prinsip pembangunan mapan di mana pembangunan hendaklah memenuhi keperluan masyarakat masa kini tanpa mengabaikan keperluan generasi akan datang.Fungsi utama adalah  untuk mengkaji dan menggubal dasar untuk meningkatkan pembangunan mapan melalui aplikasi teknologi hijau. Fungsi kedua adalah untuk mempromosikan dasar teknologi hijau untuk menyokong pembangunan inovasi teknologi hijau dan mengawal serta mengurus potensi risiko dan  menyediakan kerangka perundangan untuk menyokong pembangunan teknologi hijau.

Berdasarkan kepada peryataan yang dibincangkan betapa amat perlunya tenaga solar dilaksanakan secara meluas, malah untuk menggalakkan pembangunan aktiviti Teknologi Hijau, Kerajaan, Dalam pengumuman Bajet 2010, Kerajaan telah memperuntukkan sebanyak RM1.5 billion sebagai pinjaman mudah kepada para pengeluar serta pengguna Teknologi Hijau di seluruh Negara melalui Skim Pembiayaan Teknologi Hijau atau Green Technology Financing Scheme (GTFS) .

Tenaga solar adalah teknologi yang baru untuk mendapatkan tenaga daripada cahaya matahari.Di zaman yang silam.Tenaga matahari banyak digunakan dalam teknologi tradisional  dan digunakan meluas ketika ketiadaan bekalan tenaga lain.Kini, Tenaga Solar dibangunkan sehingga berjaya memberi impak terhadap kehidupan manusia. Penggunaan teknologi berkuasa tinggi dapat mengatasi kepupusan sumber asli yang semakin merosot pada masa ini. Tenaga solar berjaya menjadi sumber alternatif bagi menjana tenaga elektrik . Kegunaannya semakin meluas tatkala kesedaran mengenai kos persekitaran dan bekalan terhad oleh sumber tenaga lain seperti bahan api fosil yang semakin terasa.

2.0       Bagaimana tenaga solar dihasilkan

2.0.1    Sistem sel suria

Cahaya Matahari mengandungi foton, atau zarah – zarah tenaga suria. Foton – foton ini terdiri daripada pelbagai jumlah tenaga yang bergantung kepada perbezaan panjang gelombang cahaya spektrum suria.

Apabila foton mengenai sel suria, ia mungkin dipantulkan semula, terus menembusi, atau diserap. Hanya foton yang diserap membekalkan tenaga untuk menjana elektrik. Apabila cukup cahaya Matahari (tenaga) yang diserap oleh bahan (semikonduktor), elektron akan terkeluar daripada atom bahan, oleh itu elektron secara semulajadi bergerak menuju ke permukaan.
              Apabila elektron meninggalkan kedudukan mereka, ia membentuk lubang. Apabila banyak elektron yang bercas negatif bergerak menuju ke permukaan sel, hasilnya ialah berlaku ketidakseimbangan cas antara sel – sel pada permukaan hadapan dan belakang yang membentuk potensi voltan sama seperti terminal negatif dan positif sesebuah bateri. Apabila dua permukaan tersebut disambungkan dengan beban luaran, seperti alatan elektrik, arus elektrik akan mengalir.       

 

Rajah 1; menunjukan bagaimana sel suria menjana tenaga elektrik

                2.0.2    Sistem solar hibrid

Di dalam sistem solar hibrid terdapat enam (6) perkara asas yang membuatkan sistem ini berfungsi;

i. Solar Panel.
ii. Bateri.
iii. Generator.
iv. Inverter.
v. Controller.
vi. Bateri charger.

            Solar panel dipasang untuk menukarkan cahaya matahari pada siang hari kepada tenaga elektrik. Tenaga elektrik daripada solar panel adalah dalam bentuk arus terus (DC) dan di sini inverter dipasang untuk menukarkan arus terus (DC) kepada arus ulang-alik (AC). Arus ulang-alik akan dihantar ke rumah/bangunan untuk bekalan elektrik 240VAC, 50Hz mengikut standard bekalan elektrik di negara kita.

            Bateri dipasang untuk membekalkan bekalan elektrik kepada pengguna apabila cahaya matahari tidak cukup lagi untuk memberikan tenaga elektrik terutama pada malam hari (bermula pada waktu petang). Bekalan elektrik akan terus disambungkan menggunakan bateri yang juga disalurkan melalui inverter untuk bekalan tenaga elektrik 240VAC, 50Hz.

           Generator hanya akan berfungsi (biasanya pada waktu malam) untuk memberikan bekalan elektrik 240VAC 50Hz, apabila tenaga bateri tidak dapat menampung atau kekurangan tenaga. Generator turut sama untuk mengecas bateri tersebut disamping membekalkan keseluruhan tenaga elektrik yang diperlukan oleh rumah/bangunan sekolah.

          'Controller' adalah merupakan nadi dalam sistem solar hibrid. Tanpa alat ini, bekalan elektrik 24jam tanpa gangguan tidak dapat dilakukan sepenuhnya. 'Controller' akan menjadi alat penghubung kepada semua sistem dalam solar hibrid.

            Pada waktu siang hari (pagi) solar panel mula mendapat cahaya matahari dan mula membekalkan tenaga elektrik. 'Controller' akan mengawal sistem solar panel untuk membekalkan tenaga elektrik ke rumah/bangunan sekolah. Disamping itu juga bateri akan dicas hingga penuh (full charge) menggunakan bekalan elektrik dari solar panel.

           Apabila bateri sudah 'full charge', controller akan mengarahkan bateri dalam 'standby mode'. Menjelang senja apabila cahaya matahari semakin kurang, 'Controller' akan menukarkan tenaga bateri untuk mengambilalih solar panel supaya membekalkan tenaga elektrik ke rumah/bangunan.

           Jika sekiranya pada watu malam, tenaga bateri sudah berkurangan, 'Controller' akan mengarahkan generator untuk membekalkan tenaga elektrik dan disamping itu juga akan turut mengecas bateri sehingga penuh. 'Controller' akan mengarahkan generator supaya 'Cut Off' apabila bateri sudah dicas penuh dan bekalan elektrik akan disalurkan semula ke rumah/bangunan menggunakan tenaga bateri sehiggalah cahaya matahari muncul di ufuk timur. 'Controller' akan menukarkan tenaga solar panel supaya membekalkan tenaga elektrik semula dan begitulah putarannya setiap hari.

3.0       Jenis penjana loji kuasa solar

Terdapat tiga jenis utama penjana elektrik untuk loji kuasa solar dalam menumpukan kuasa solar:

3.0.1    Parabola-palung

Sistem parabola-palung menumpukan seluruh tenaga matahari ke cermin (berbentuk-U) melengkung. Cermin yang condong ke arah matahari, memberi tumpuan cahaya matahari pada paip yang mengalir sepanjang tengah palung dan ini memanaskan minyak yang mengalir melalui paip. Minyak panas dengan itu boleh digunakan untuk mendidihkan air di dalam penjana stim konvensional untuk mengeluarkan tenaga elektrik.

3.0.2    Enjin

Sistem enjin menggunakan cermin (sama dengan cakera satelit yang sangat besar). Permukaan berbentuk hidangan mengumpul dan menumpu kepanasan matahari ke penerima, yang menyerap haba dan berlaku pemindahan bendalir dalam enjin. Haba menyebabkan cecair mengembang dan menggerakkan omboh atau turbin untuk menghasilkan kuasa mekanik. Kuasa mekanikal ini kemudiannya digunakan untuk menjalankan penjana atau alternator untuk mengeluarkan tenaga elektrik.

3.0.3    Menara kuasa.

Sistem kuasa menara menggunakan medan besar cermin untuk menumpukan cahaya matahari ke atas menara di mana penerima berada. Ini memanaskan garam lebur mengalir melalui penerima. Kemudian garam panas digunakan untuk menjana tenaga elektrik melalui penjana stim konvensional. Garam lebur mengekalkan haba dengan cekap, oleh itu ia boleh disimpan selama beberapa hari sebelum ditukar kepada elektrik. Ini bermakna elektrik boleh dihasilkan pada hari mendung atau malah beberapa jam selepas matahari terbenam.

GANBAR RAJAH  TENAGA SOLAR DITUKAR KEPADA TENAGA ELEKTRIK.

Tenaga suria boleh ditukarkan menjadi tenaga elektrik dalam dua cara :

1.Alat Voltan Foto (PV) atau ‘sel – sel

2.Loji Kuasa Suria .

Alat Voltan Foto (PV) atau ‘sel – sel suria’

            Rajah 2; menunjukan sel-sel suria ( voltan foto )

Alat Voltan Foto (PV) atau ‘sel – sel suria’ yang menukarkan cahaya Matahari terus kepada tenaga elektrik. Setiap sel suria dikumpulkan menjadi panel dan susunan panel boleh digunakan secara meluas, dari sel – sel kecil yang hanya mencas kalkulator dan bateri jam, sehinggalah kepada loji janakuasa yang merangkumi beberapa ekar.

Bagi negara-negara beriklim khatulistiwa seperti Malaysia sistem solar ini sangat berkesan kerana sinaran cahaya matahari yang terik di siang hari dan sistem ini dapat mengurangkan bil elektrik anda. Sel solar photovaltaik menukarkan cahaya matahari secara langsung ke tenaga elektrik. Sel solar sering digunakan untuk kalkulator dan jam tangan kuasa. Ia diperbuat daripada bahan-bahan semikonduktor yang sama seperti yang digunakan dalam cip komputer. Apabila cahaya matahari diserap oleh bahan-bahan ini, tenaga solar mengetuk elektron daripada atom dan menjadi longgar, membenarkan elektron mengalir melalui bahan untuk mengeluarkan tenaga elektrik. Proses menukarkan cahaya (foton) dengan elektrik (voltan) adalah dipanggil kesan photovoltaik (PV).

Sel solar biasanya digabungkan ke dalam modul yang memegang kira-kira 40 sel, beberapa modul ini telah dipasang di dalam tatasusunan PV. Susunan PV plat rata boleh dipasang pada sudut tetap menghadap ke arah selatan, atau mereka boleh dipasang pada peranti pengesanan yang mengikut matahari, sekali gus membolehkan ia untuk menyerap cahaya matahari sepanjang hari. Beberapa tatasusunan PV yang berkaitan boleh memberikan kuasa yang mencukupi untuk isi rumah, untuk utiliti elektrik atau aplikasi perindustrian yang besar. Beratus-ratus tatasusunan boleh dihubungkan untuk membentuk satu sistem PV besar.

Sesetengah sel solar direka untuk beroperasi dengan cahaya matahari tertumpu. Sel-sel ini dibina ke dalam pengumpul menumpukan cahaya yang menggunakan kanta untuk menumpukan cahaya matahari ke sel. Pendekatan ini mempunyai kedua-dua kebaikan dan keburukan berbanding dengan tatasusunan PV plat rata. Idea utama ialah untuk menggunakan sangat sedikit bahan PV yang mahal sambil mengumpul cahaya matahari sebanyak mungkin.

Oleh kerana kanta mesti mendongak ke arah matahari, penggunaan pengumpul tumpuan adalah terhad kepada bahagian-bahagian yang sentiasa menghadap matahari. Beberapa pengumpul tumpuan direka untuk dipasang pada peranti penjejakan yang mudah.

Prestasi sel solar adalah diukur dari segi kecekapan menukarkan cahaya matahari menjadi tenaga elektrik. Cahaya matahari yang tertentu akan cekap untuk mewujudkan tenaga elektrik bergantung kepada serapan oleh bahan sel. Oleh kerana itu, sel solar komersial yang tipikal mempunyai kecekapan 15% iaitu kira-kira satu per enam cahaya matahari yang diserap sel menghasilkan elektrik. Kecekapan yang rendah bermakna bahawa tatasusunan yang lebih besar diperlukan, dan itu bermakna kos yang lebih tinggi.

Meningkatkan kecekapan sel suria manakala mengurangkan kos per sel adalah satu matlamat penting industri PV, penyelidik NREL, dan lain-lain. Jabatan Tenaga AS(JAS) telah mencapai kemajuan yang ketara dalam teknologi sel solar. Sel solar yang pertama, dibina pada tahun 1950-an, mempunyai kecekapan kurang daripada 4% dan yang masa kini adalah jauh lebih baik kecekapannya.

                        Rajah 3; menunjukan sistem voltan foto ( PV ) berfungsi

Rajah 4; menunjukkan bahagian-bahagian litar elektrik yang digunakan untuk menjana dan menguruskan tenaga solar yang terhasil.

Loji Pengumpulan Kuasa Suria menjana elektrik dengan menggunakan haba daripada pengumpul terma suria untuk memanaskan cecair yang mana akan menghasilkan stim memberikuasa kepada generator.

Rajah 5;loji pengumpulan tenaga elektrik solar

Loji Kuasa Terma Suria

          Rajah 6; system loji kuasa terma suria

Loji Kuasa Terma Suria menggunakan sinaran Matahari untuk memanaskan cecair ke satu suhu yang amat tinggi. Cecair itu kemudiannnya dialirkan menerusi paip, oleh itu ia boleh memindahkan habanya kepada air untuk menghasilkan stim. Stim ditukarkan kepada tenaga mekanikal atau kinetik dalam turbin dan kemudian kepada elektrik oleh generator yang disambungkan kepada turbin.Tenaga terma suria selalunya digunakan untuk memanaskan air yang digunakan di rumah dan juga kolam renang dan untuk memanaskan bahagian dalam bangunan (‘pemanasan ruang’).

4.0       Dua kelemahan tenaga suria ialah :

1.Jumlah cahaya Matahari yang tiba di permukaan Bumi tidak tetap.

Ia bergantung kepada lokasi, hari, tahun dan keadaan cuaca.Disebabkan Matahari tidak memancarkan cukup tenaga pada satu tempat dalam satu masa, satu kawasan yang luas diperlukan untuk mengumpulkan tenaga pada kadar yang mencukupi untuk menghasilkan tenaga.

2.Tenaga Suria dan Alam Sekitar
            Menggunakan tenaga suria tidak menghasilkan pencemaran air atau gas – gas rumah hijau.

5.0       Tujuan Penggunaan Kuasa Solar 

1. Untuk membuat kesan yang positif terhadap alam sekitar 
2. Untuk membangunkan teknologi hijau dengan menggunakan tenaga solar untuk mengurangkan pencemaran di seluruh dunia.
3. Untuk memanfaatkan tenaga solar di kawasan pedalaman yang sukar dihubungi dengan talian kuasa elektrik.
4. Untuk mengurangkan penggunaan elektrik di rumah dan pejabat dengan menggantikan sumber tenaga.
5. Untuk mendapatkan faedah kewangan sekarang dan pada masa akan datang
6. Untuk mendapatkan kemerdekaan tenaga, kebolehpercayaan dan keselamatan.

Rajah 7; sistem lampu jalan tenaga elektrik solar, penggunaan tenaga solar pada lampu jalan.

6.0       K0MPONEN YANG DIGUNAKAN UNTUK PENGHASILAN PROJEK LAMPU JALAN

i.          Panel Suria

Panel suria adalah salah satu bahagian yang paling penting lampu jalan suria, panel suria akan menukar tenaga suria kepada tenaga elektrik. Terdapat 2 jenis panel suria: mono-kristal dan poli-kristal. Kadar penukaran panel suria mono-kristal adalah lebih tinggi berbanding poli-kristal.

ii.         Lekapan Cahaya

LED biasanya digunakan sebagai sumber pencahayaan lampu jalan suria moden, LED akan menyediakan kecerahan lebih tinggi dengan penggunaan tenaga yang lebih rendah. Penggunaan tenaga lekapan LED adalah sekurang-kurangnya 50% lebih rendah berbanding lekapan SBT yang digunakan secara meluas sebagai sumber lampu bagi lampu jalan tradisional. LED tidak perlu masa pemanasan turut membenarkan penggunaan pengesan gerakan untuk kecekapan tambahan.

iii.        Bateri boleh dicas semula.

Bateri akan menyimpan elektrik daripada panel suria pada siang hari dan membekalkan tenaga kepada lekapan pada waktu malam. Kitaran hayat bateri adalah sangat penting untuk jangka hayat lampu dan keupayaan bateri akan menjejaskan hari sandaran lampu. Biasanya ada 2 jenis bateri: Bateri Kitaran Dalam Sel Gel dan Bateri Asid Plumbum.

iv.        Pengawal.

Pengawal juga sangat penting bagi lampu jalan suria. Pengawal biasanya akan membuat keputusan samaada untuk menghidupkan / mematikan mengecas dan pemasangan lampu. Beberapa pengawal moden diprogramkan supaya pengguna yang boleh memutuskan masa yang sesuai untuk mengecaj, pencahayaan dan malap.

v.         Tiang

Tiang yang kukuh adalah perlu untuk semua lampu jalan, terutama untuk lampu jalan suria kerana terdapat komponen yang dipasang pada tiang: Pelekapan, Panel suria dan kadang kala bateri. Rintangan angin juga perlu diambil kira apabila memilih jenis tiang.

7.0       LANGKAH-LANGKAH DALAM PENGHASILAN PROJEK LAMPU JALAN.

7.1.      PEMILIHAN SOLAR PANEL

SOLAR panel adalah alatan yang boleh menukarkan cahaya matahari kepada tenaga elektrik.Kaedah penukaran cahaya matahari terus kepada tenaga elektrik dikenali photovoltaic(PV). Solar panel menghasilkan voltan arus terus. Solar panel boleh disamakan dengan fungsi bateri untuk membekalkan voltan.Namun berbeza dengan bateri, solar panel tidak boleh menyimpan tenaga.Oleh itu, dalam sistem solar yang lengkap semestinya memerlukan bateri untuk menyimpan tenaga. Solar panel juga berbeza dengan bateri kerana mempunyai arus maksimum.Jika bateri tidak boleh dipintaskan (short circuit) tetapi solar panel boleh berlaku litar pintas tanpa rosak.

Realitinya, panel solar ready-made yang boleh diperolehi di pasaran Malaysia datang dengan pilihan-pilihan rating kuasa yang begitu terhad (5W, 10W, 20W, 30W dsb). Satu contoh solar panel 5W yang boleh diperolehi di pasaran memberikan rating 17.82V dan 285mA (rating voltan dan arus ini berbeza-beza bergantung kepada jenis dan pengeluar).

            Kerapkali rating ini tidak berpadanan dengan keperluan rekaan . Untuk tujuan pemadanan, tenaga elektrik yang dijana oleh solar panel tersebut perlu melalui proses perubahan (conversion) agar menepati keperluan litar. Malangnya proses conversion bukanlah suatu proses yang cekap dan akan mengakibatkan kehilangan tenaga (loss) yang tinggi.

Atas faktor-faktor yang dinyatakan inilah pendekatan menghasilkan panel solar sendiri adalah pilihan yang lebih praktikal.Sebanyak 9 unit panel solar diperlukan dalam projek ini.Panel mini digunakan.

Rajah 8; pelbagai bentuk dan saiz  solar panel

Solar panel dibina menggunakan unit-unit kecil sel solar dengan rating 5V, 50mA.
Unit sel solar ini memberikan prestasi lebih baik dimana di bawah matahari yang terik, ia mampu menjana sekitar 5.13V dan 57mA. Pelantar panel diperbuat daripada plat akrilik (Acrylic)  yang dipotong menjadi segiempat sama dan digerudi untuk memberikan akses kepada contact point setiap sel solar.

Rajah 9; bahagian belakang sel solar

Sebelum membina panel, bahagian belakang sel solar disusun dan ditampal dengan pita pelekat bagi mengelakkan ia bergerak. Sel-sel ini kemudiannya dilekatkan pada permukaan plat akrilik.

Rajah 10; Penyambungan wayar kepada setiap sel adalah secara kombinasi selari dan bersiri.

Panel solar yang telah siap. Sisi solar panel di rivetkan dengan stok aluminum “L” bar. Bahagian atas solar panel diletakkan Phototransistor untuk pensuisan dan pengesanan cahaya. Di bawah sinaran matahari terik, solar panel ini mampu menjana sekitar 2.6 Watt.

7.2       Bateri Simpanan Tenaga

                Bateri simpanan berfungsi menyimpan tenaga elektrik yang dijana oleh solar panel di waktu siang, dan berfungsi membekalkan tenaga yang tersimpan tersebut untuk menyalakan lampu LED di waktu malam.
               Terdapat pelbagai jenis bateri di luar sana, namun bateri-bateri daripada jenis Asid Plumbum (Lead-Acid), Nickel Cadmium (Ni-Cad), Lithium-Ion (Li-Ion), Lithium Polymer (Li-Po) dan Nickel-Metal Hydride (Ni-Mh) boleh dicas semula (rechargeable).Daripada kesemua jenis bateri ini pula, bateri jenis Ni-Cad dan Li-Ion memerlukan arus dan voltan yang malar serta litar kawalan pengecasan agar ianya dapat dicas dengan selamat tanpa risiko terlebih cas (overcharging). Kedua-dua bateri ini tidak begitu sesuai digunakan untuk aplikasi rekacipta berkaitan solar kerana keamatan cahaya matahari sentiasa berubah-ubah dan tertakluk kepada keadaaan cuaca.Contoh-contoh bateri yang boleh dicas semula (rechargeable). Contoh bateri Ni-Cad dalam foto di atas dileraikan daripada sebuah lampu solar murahan dari China yang hanya dapat bertahan sekitar 2 bulan sebelum rosak.

Bateri Ni-Mh dan Lead-Acid pula mempunyai toleransi yang tinggi terhadap arus pengecasan yang berubah-ubah. Dengan menggunakan teknik yang dikenali sebagai Trickle Charging, bateri Ni-Mh dan Lead-Acid dapat dicas dengan selamat (tanpa risiko terlebih cas) tanpa menggunakan litar kawalan selagi arus pengecasan adalah tidak melebihi 10% rating arus bateri tersebut.
               Jika dibandingkan prestasi antara bateri Ni-Mh dan Lead-Acid, bateri jenis Lead-Acid mempunyai keupayaan kapasiti menyimpan cas yang lebih tinggi berbanding Ni-Mh. Mengambilkira kesemua faktor ini, bateri Lead-Acid adalah pilihan paling ideal untuk untuk rekacipta sebegini, dan tidak hairanlah ia juga digunakan dengan meluas di dalam aplikasi-aplikasi tenaga solar komersil.

 

                          Rajah 11; sel bateri boleh dicas semula

Perumah lampu yang memuatkan litar dan bateri.Bateri Lead-Acid 6V (rating paling rendah dan agak mudah diperolehi). Rating arus bagi bateri ini adalah 4.5AH (Amp Hour). Maka ianya dapat dicas melalui teknik Trickle Charging dengan arus tidak melebihi 450mA ( 10% rating arus bateri).

7.3       Proses Menyimpan Cas tenaga Solar yang terhasil:-

Mengecas adalah proses bateri yang menerima cas elektrik dan menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga kimia.Mengecas dilakukan dengan menggunakan arus elektrik untuk sel atau bateri dalam arah yang bertentangan dengan menunaikan.Dalam usaha untuk bateri yang menerima cas, voltan yang terhasil dari cas mestilah lebih tinggi daripada voltan bateri.
Sebagai contoh, nominal 12 V asid plumbum dengan kira-kira 14,4 V dan  kira-kira 12,6 V apabila dicas sepenuhnya.

 Rajah 12; Sel bateri

7.4       Litar pengecas yang mengawal dan menyimpan arus

Kebanyakan tenaga boleh diperbaharui termasuk kuasa solar mempunyai bateri simpanan sandaran.Bateri penyimpanan diperlukan sebagai sandaran untuk mengekalkan sistem untuk beroperasi sepanjang masa. Litar pengecasan yang diperlukan untuk mengecas bateri kerana arus yang datang daripada panel solar akan berubah-ubah (tidak tetap nilai arusnya). Litar pengecas juga digunakan untuk melindungi bateri penyimpan arus.

Rajah 13;Litar Pengecas tenaga solar yang paling ringkas 

7.5       Lampu led.

Lampu LED digunakan adala kerana Lampu LED menawarkan banyak kelebihan berbanding lampu pijar dan lampu kalimantang iaitu:

1.Lebih menjimatkan elektrik berbanding lampu kalimantang

2.Kurang membebaskan haba

3.Tiada penggunaan merkuri (merkuru berbahaya kepada manusia), oleh itu lampu LED mudah dilupuskan

4.Tiada penggunaan choke/ballast dan starter

5.Tidak mengeluarkan bunyi

6.Jangkahayat lebih lama, sehingga 50,000 jam

7.Menyala serta-merta apabila dihidupkan, tidak seperti lampu tiub kalimantang yang menggunakan ballast magnetik yang berkelip2 ketika mula dihidupkan

8. Tidak membebaskan gelombang ultarungu dan infra merah, oleh itu ia sangat sesuai untuk dijadikan lampu luaran kerana ia tidak menarik perhatian serangga mendekati lampu ini.

                        Rajah 14; Sistem lampu LED

Rajah 15; skematik litar. Tujuh butir LED putih yang disambung secara selari membentuk lampu LED.

            7.6       Pengecas

Nilai voltan dan arus yang dilabelkan di bahagian Charging Instruction bateri di atas adalah panduan bagi penggunakan litar pengecasan dari sumber elektrik malar (contohnya pengecas komersil yang menggunakan bekalan elektrik dari soket dinding) dan tidak boleh diaplikasikan secara terus untuk konteks Trickle Charging dan janakuasa tenaga boleh baharu.

Rajah 16; Litar pengecasan / pensuisan lampu solar.

8.0       ROJEK YANG TELAH DISIAPKAN

Rekaan lampu solar ini menggunakan solar panel (panel Photovoltaic / PV) buatan sendiri yang digunakan untuk mengecas bateri Asid-Plumbum (Lead-Acid) melalui teknik yang dikenali sebagai Trickle Charging.

Bahagian-bahagian pada lampu solar yang telah siap. Tali yang dapat dilihat pada lampu membolehkan lampu dimatikan dan dinyalakan (secara manual) apabila dipaut pada tempat tinggi. Tarik untuk ON, dan tarik sekali lagi untuk OFF (Pull ON - Pull OFF switch). Klik imej di bawah untuk paparan yang lebih besar.

Rekaan lampu berasaskan LED yang dikuasakan oleh tenaga matahari (lampu solar) untuk pencahayaan kawasan kediaman. Walaupun versi ini direkabentuk untuk pautan pada dinding, ianya boleh diubahsuai dengan mudah untuk lain-lain bentuk pemasangan. Kedudukan dan penghalaan lampu boleh dilaras pada paksi mendatar dan menegak bagi membolehkan fokus pencahayaan di tempat yang anda ingini.
         Litar pensuisan bertindak mengecas bateri di waktu siang dan akan menyalakan lampu LED secara automatik apabila mengesan cahaya persekitaran menjadi malap. Tahap sensitiviti / kepekaan pengesanan cahaya pula boleh dilaras melalui tombol pada bahagian hadapan lampu.

Lampu LED menyala apabila persekitaran menjadi malap/gelap. Semakin gelap keadaan persekitaran, semakin terang cahaya lampu. Litar pensuisan bertindak mengecas bateri di waktu siang dan akan menyalakan lampu LED secara automatik apabila mengesan cahaya persekitaran menjadi malap.

Lampu LED menyala apabila persekitaran menjadi malap/gelap. Semakin gelap keadaan persekitaran, semakin terang cahaya lampu.

9.0      Kelebihan Lampu Jalan.

• Lampu jalan suria adalah bebas daripada grid utiliti. Oleh itu, kos operasi dapat dikurangkan.
• Lampu jalan suria memerlukan kurang penyelenggaraan berbanding dengan lampu jalan konvensional.
• Disebabkan wayar luar dihapuskan, risiko kemalangan dapat dikurangkan.
• Ini adalah sumber eletrik tidak mencemarkan
• Bahagian yang berasingan sistem suria boleh dibawa ke kawasan  sekolah dengan mudah.

10.       PENUTUP

Sumber tenaga yang boleh diperbaharui seperti tenaga suria, angin, biojisim dan tenaga hidro boleh mencapai hampir 80% permintaan bekalan tenaga dunia pada tahun 2050. Ini berlaku sekiranya kerajaan-kerajaan dunia merangka polisi untuk memanfaatkan potensi penggunaan tenaga-tenaga tersebut. Demikian menurut satu laporan yang disokong oleh Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (PBB). Kajian ini merupakan usaha bersama seramai 120 penyelidik daripada Panel Perubahan Iklim Antara Kerajaan (IPCC). Mereka juga berkata bahawa sekiranya hala tuju tenaga yang boleh diperbaharui dipatuhi sepenuhnya, maka pelepasan gas rumah hijau akan berkurangan. Ini membolehkan suhu dunia tidak naik melepasi paras 2 darjah selsius pada tahun 2050

Hasil kajian tersebut memberangsangkan kerana ia menunjukkan sumber tenaga boleh diperbaharui berupaya untuk menampung 77% permintaan tenaga dunia menjelang tahun 2050, berbanding 13% pada tahun 2008. Selain itu, pelepasan gas rumah hijau juga dapat dikurangkan daripada 220 hingga 560 gigaton dari tahun 2010 hingga 2050. Walaupun laporan tersebut mengatakan bahawa sumber tenaga boleh diperbaharui akan meningkat tanpa bantuan dasar, namun ia juga menunjukkan peningkatan yang mendadak boleh dicapai sekiranya terdapatnya dasar negara yang kukuh dan diuruskan dengan baik.

Bibliografi

Jabatan Perkhidmatan Pengguna & Pemasaran, Bahagian Pembahagian, Tenaga Nasional Berhad, Elektrik Bestari: Lampu Jalan, Tenaga Nasional Berhad, 2008.

http://www.utusan.com.my/utusan/info.asp?y=2011&dt=0328&pub=Utusan_Malaysia&sec=Sains_%26_Teknologi