Di era pandemi ini, setiap masyarakat senantiasa dihimbau untuk menerapkan 5M, salah satunya adalah mencuci tangan menggunakan sabun atau hand sanitizer agar mencegah serta menghindari penularan virus corona. Selain itu, isu pemanasan global yang semakin meningkat membuat seluruh masyarakat di dunia harus melakukan berbagai upaya untuk menanggulangi pemanasan global, salah satunya dengan menghemat energi dan menggunakan bahan ramah lingkungan. Giancoli (2001) menyatakan bahwa salah satu sumber energi alternatif adalah energi matahari. Sistem pemusatan energi surya (concentrated solar power, CSP) menggunakan lensa atau cermin dan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari dari luasan area tertentu ke satu titik. Panas yang terkonsentrasikan lalu digunakan sebagai sumber panas untuk pembangkitan listrik biasa yang memanfaatkan panas untuk menggerakkan generator. Sistem cermin parabola, lensa reflektor Fresnel, dan menara surya adalah teknologi yang paling banyak digunakan (Giancoli, 2001).

Salah satu alat yang dapat digunakan untuk memanfaatkan energi matahari adalah panel surya. Panel Surya adalah alat konversi energi cahaya matahari menjadi energi listrik (Julisman, dkk, 2017). Amna (2016) mengungkapkan bahwa untuk memanfaatkan potensi energi surya ada dua macam teknologi yang sudah diterapkan, yaitu energi surya fotovoltaik dan energi surya termal. Cara kerja sel surya seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Cara Kerja Sel Surya (Amna, 2016)

Dari ilustrasi di atas menunjukkan cara kerja panel surya dengan prinsip p-n junction. Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan men-doping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon di-doping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon di-doping oleh atom fosfor. Ilustrasi di atas menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susunan p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada gambar di atas (Julisman, dkk, 2017).

Julisman, dkk (2017) menyatakan bahwa baterai merupakan alat menyimpan energi listrik melalui proses elektrokimia. Proses elektrokimia adalah di dalam baterai terjadi perubahan kimia menjadi listrik (proses pengosongan) dan listrik menjadi kimia dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda pada baterai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah polaritas yang berlawanan pada sel (Dunlop, 1997).

Berdasarkan uraian di at, maka peneliti membuat inovasi, yaitu "Sistem Pencuci Tangan Portable Ramah Lingkungan". Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan produk ini, yaitu bambu dan sumber energi listrik yang diterapkan adalah hybrid dengan menggunakan baterai dan panel surya.

Sumber:

Amna, N. (2016). Rancang Bangun Prototipe Pengatur Suplai Daya Beban Listrik Rumah Cerdas untuk Meningkatkan Kehandalan Listrik. Banda Aceh: Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Unsyiah.

Dunlop, J. P. (1997). Battery and Charge Control in Stand-Alone Photovoltaic System. USA: Florida Solar Energy Center.

Giancoli, D. C. (2001). Fisika. Jakarta: Erlangga.

Julisman, A., Sara, I. D., & Siregar, R. H. (2017).  Prototipe Pemanfaatan Panel Surya sebagai Sumber Energi pada Sistem Otomasi Atap Stadion Bola. KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro, 2 (1), 35-42.

Keunggulan dari "Sistem Pencuci Tangan Portable Ramah Lingkungan" ini, yaitu:

1. Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan produk ini ramah lingkungan, yaitu bambu.
2. Sumber energi yang diterapkan adalah hybrid dengan menggunakan baterai dan panel surya.