Mengenal Orang Pertama yang Menemukan Cahaya Matahari Bisa Menjadi Energi Listrik
Becquerel melakukan risetnya di dalam kotak yang telah diberikan larutan asam.
MOSAIC-INDONESIA.COM, Edmond Becquerel masih berusia 19 tahun saat menyadari bahwa uji coba yang dilakukannya berhasil menghasilkan tegangan arus listrik. Fisikawan asal Prancis tersebut menyinari dua elektroda dengan berbagai macam cahaya. Elektroda itu dibalut dengan dua bahan sensitif yakni perak klorida dan perak bromida.
Dilansir dari Wikipedia, Pada 1839, Becquerel melakukan risetnya itu di dalam kotak hitam yang sekelilingnya telah diberi larutan asam. Hasilnya uji coba sederhana tersebut menunjukkan jika peningkatan intensitas cahaya selalu diikuti peningkatan tenaga listrik pada bahan yang sensitif terhadap cahaya, yang disebut sebagai efek fotovoltaik.
Bagi para ilmuwan sezamannya, Becquerel jauh lebih dari sekadar penulis deskripsi efek fotovoltaik, yang ketika itu belum diaplikasikan untuk kebutuhan energi. Di tengah lahirnya fotografi, Becquerel membangun alat yang menggunakan efek fotovoltaik untuk menjelaskan aksi kimia cahaya. Keahliannya sebagai seorang eksperimen di bidang kelistrikan dan sifat-sifat cahaya menjadikannya sebagai jembatan penghubung antara fisika, kimia, meteorologi, dan bahkan kedokteran.
Smothsian Magazine menulis, beberapa dekade kemudian, matematikawan Prancis Augustin Mouchot terinspirasi oleh karya fisikawan tersebut. Ia mulai mendaftarkan paten untuk mesin bertenaga surya pada tahun 1860-an. Dari Prancis hingga AS, para penemu terinspirasi oleh paten matematikawan tersebut dan mengajukan paten untuk perangkat bertenaga surya sejak 1888.
Pada 1883, penemu asal New York, Charles Fritts, menciptakan sel surya pertama dengan melapisi selenium dengan lapisan tipis emas. Fritts melaporkan bahwa modul selenium menghasilkan arus yang kontinu, konstan, dan memiliki kekuatan yang cukup besar. Sel ini mencapai tingkat konversi energi 1 hingga 2 persen. Sebagian besar sel surya modern bekerja dengan efisiensi 15 hingga 20 persen.
Fritts mampu menciptakan sel surya yang berdampak rendah bagi energi. Meski demikian, temuannya tersebut tetapi tetap tercatat sebagai awal dari inovasi panel surya fotovoltaik di Amerika. Fotovoltaik terinspirasi dari nama fisikawan, kimiawan, dan pelopor listrik dan energi asal Italia, Alessandro Volta. Kata ini dipilih untuk mengistilahkan proses yang lebih teknis untuk mengubah energi cahaya menjadi listrik, dan digunakan secara bergantian dengan istilah fotolistrik.
Hanya beberapa tahun kemudian, tepatnya pada 1888, penemu selanjutnya, Edward Weston, berhasil mengubah mengubah energi radiasi yang berasal dari matahari menjadi energi listrik, atau melalui energi listrik menjadi energi mekanik.
Weston berhasil memfokuskan energi cahaya melalui lensa (f) ke sel surya (a) yang menggunakan bahan termopile (perangkat elektronik yang mengubah energi termal menjadi energi listrik) yang terdiri dari batang-batang logam berbeda. Cahaya ini memanaskan sel surya dan menyebabkan elektron dilepaskan dan arus mengalir. Dalam hal ini, cahaya menghasilkan panas, yang menghasilkan listrik. Proses tersebut menjadi antitesa alias kebalikan dari cara kerja bola lampu pijar, yang mengubah listrik menjadi panas untuk kemudian menghasilkan cahaya.
Pada tahun yang sama, seorang ilmuwan Rusia bernama Aleksandr Stoletov menciptakan sel surya pertama berdasarkan efek fotolistrik, yaitu ketika cahaya jatuh pada suatu material dan elektron dilepaskan. Efek ini pertama kali diamati oleh seorang fisikawan Jerman, Heinrich Hertz. Dalam penelitiannya, Hertz menemukan bahwa lebih banyak daya dihasilkan oleh cahaya ultraviolet daripada cahaya tampak.
Saat ini, sel surya menggunakan efek fotolistrik untuk mengubah sinar matahari menjadi energi. Pada tahun 1894, penemu Amerika Melvin Severy menerima paten 527.377 untuk "Alat untuk memasang dan mengoperasikan termopile" dan 527.379 untuk "Alat untuk menghasilkan listrik dengan panas matahari." Kedua paten tersebut pada dasarnya adalah sel surya awal berdasarkan penemuan efek fotolistrik.
Yang pertama menghasilkan “listrik melalui aksi panas matahari pada termopile” dan dapat menghasilkan arus listrik konstan selama pergerakan harian dan tahunan matahari, yang membebaskan siapa pun dari keharusan memindahkan termopile sesuai dengan pergerakan matahari. Paten kedua Severy dari tahun 1889 juga dimaksudkan untuk menggunakan energi termal matahari untuk menghasilkan listrik untuk panas, cahaya, dan tenaga. “Termospile,” atau sel surya seperti yang kita sebut sekarang, dipasang pada standar agar dapat dikontrol dalam arah vertikal serta pada meja putar, yang memungkinkan mereka untuk bergerak dalam bidang horizontal. “Dengan kombinasi kedua gerakan ini, permukaan termopile dapat dipertahankan berlawanan dengan matahari sepanjang waktu dan sepanjang musim,” demikian bunyi paten tersebut.
Hampir satu dekade kemudian, penemu Amerika Harry Reagan menerima paten untuk baterai termal, yaitu struktur yang digunakan untuk menyimpan dan melepaskan energi termal. Baterai termal ditemukan untuk mengumpulkan dan menyimpan panas dengan memiliki massa besar yang dapat memanas dan melepaskan energi.
Teknologi ini tidak menyimpan listrik tetapi "panas," namun, sistem saat ini menggunakan teknologi ini untuk menghasilkan listrik melalui turbin konvensional. Pada 1897, Reagan diberikan paten AS 588.177 untuk "aplikasi panas matahari pada baterai termal.", Reagan mengatakan dalam klaim patennya jika penemuannya mencakup "konstruksi baru peralatan" di mana sinar matahari dimanfaatkan untuk memanaskan baterai termal.
Lihat postingan ini di Instagram
Sekitar tahun 1970-an, krisis energi muncul di Amerika Serikat. Kongres mengesahkan Undang-Undang Penelitian, Pengembangan, dan Demonstrasi Energi Surya tahun 1974. Pemerintah federal lebih berkomitmen dari sebelumnya untuk membuat energi surya layak dan terjangkau serta memasarkannya kepada publik.
Setelah peluncuran “Solar One,” masyarakat melihat energi surya sebagai pilihan untuk rumah mereka. Pertumbuhan melambat pada 1980-an karena penurunan harga energi tradisional. Namun dalam beberapa dekade berikutnya, pemerintah federal lebih terlibat dalam penelitian dan pengembangan energi surya dengan stimulus hibah dan insentif pajak bagi mereka yang menggunakan sistem surya.
Menurut Asosiasi Industri Energi Surya, energi surya memiliki tingkat pertumbuhan tahunan rata-rata 50 persen dalam 10 tahun terakhir di Amerika Serikat, sebagian besar karena Kredit Pajak Investasi Surya yang diberlakukan pada tahun 2006. Pemasangan energi surya juga lebih terjangkau sekarang karena biaya pemasangan turun lebih dari 70 persen dalam dekade terakhir.
