Bank Soal Fisika SMA Daya dan Energi Listrik

Diketahui:

Intensitas Matahari $I$ = 10³ W/m²

Luas sel surya $A$ = 0,002 m

Arus listrik $I_{\text{listrik}}$ = 0,4 A

Tegangan $V$ = 2 V

Ditanya:

Efisiensi sel surya $\eta=$?

Dijawab:

Soal merupakan gabungan antara konsep listrik dan cahaya.

Berdasarkan konsep cahaya, intensitas cahaya merupakan perbandingan antara daya cahaya dengan luas permukaan dan dirumuskan dengan persamaan berikut.

$I=\frac{P_{\text{cahaya}}}{A}$

Maka, daya cahaya adalah:

$P_{\text{cahaya}}=I\ A$

Sedangkan daya listrik merupakan energi persatuan waktu atau perkalian antara tegangan dengan arus listrik yang dirumuskan dengan persamaan berikut.

$P_{\text{listrik}}=VI_{\text{listrik}}$

Menghitung efisiensi sel surya

Efisiensi merupakan perbandingan daya yang dihasilkan dengan daya yang diperlukan. Karena terjadi perubahan energi cahaya menjadi energi listrik, maka efisiensi sel surya dapat dihitung dengan persamaan berikut.

$\eta=\frac{P_{\text{listrik}}}{P_{\text{cahaya}}}\times100\%$

$\eta=\frac{VI_{\text{listrik}}}{I\ A}\times100\%$

$\eta=\frac{\left(2\right)\left(0,4\right)}{\left(10^3\right)\left(0,002\right)}\times100\%$

$\eta=\frac{0,8}{2}\times100\%$

$\eta=0,4\times100\%$

$\eta=40\%$

Jadi, efisiensi sel surya mengubah energi cahaya menjadi energi listrik adalah 40 %.