Bagaimana Sel Suria Menghasilkan Elektrik?

Pada suatu pagi, Danish sedang membantu ayahnya menyiram pokok di halaman rumah.

Ketika mengangkat hos air, dia ternampak beberapa keping panel berwarna gelap di atas bumbung rumah jiran.

“Ayah, benda hitam di atas bumbung rumah Encik Hakim itu apa?” tanya Danish.

“Itu panel solar. Panel tersebut menggunakan cahaya Matahari untuk menghasilkan elektrik,” jawab ayah.

Danish memandang langit yang cerah.

“Macam mana cahaya boleh jadi elektrik? Bukankah Matahari cuma menghasilkan cahaya dan haba?”

Ayah tersenyum.

“Itulah menariknya teknologi ini. Ada bahan khas yang boleh menukarkan tenaga cahaya kepada tenaga elektrik.”

Danish masih tertanya-tanya.

Panel itu tidak mempunyai kipas yang berpusing. Tiada enjin yang berbunyi. Asap juga tidak kelihatan keluar daripadanya.

Namun ketika cahaya Matahari menyinari permukaannya, panel itu boleh menghasilkan elektrik.

Bagaimanakah sesuatu yang tidak bergerak boleh menghasilkan tenaga elektrik?

Rahsianya terletak pada komponen kecil yang dikenali sebagai sel suria.

Menurut Sustainable Energy Development Authority Malaysia (SEDA Malaysia), teknologi fotovolta suria menggunakan bahan tertentu untuk menukarkan cahaya Matahari secara langsung kepada tenaga elektrik. Proses ini dikenali sebagai kesan fotovolta. SEDA Malaysia

Untuk memahami proses tersebut, kita perlu melihat perkara yang berlaku di dalam sel suria, jauh lebih kecil daripada yang dapat diperhatikan oleh mata manusia.

1. Apakah Sebenarnya Sel Suria?

Ramai orang menggunakan istilah sel suria dan panel solar seolah-olah kedua-duanya ialah benda yang sama.

Sebenarnya, terdapat perbezaan.

Sel suria ialah komponen kecil yang menukarkan tenaga cahaya kepada tenaga elektrik.

Beberapa sel suria disambungkan untuk membentuk satu modul atau panel solar.

Beberapa panel pula boleh disusun bersama untuk membentuk sistem yang lebih besar.

Bayangkan sebuah dinding yang diperbuat daripada batu bata. Setiap batu bata ialah satu bahagian kecil. Apabila disusun bersama, batu-batu itu membentuk sebuah struktur.

Begitu juga dengan sel suria. Setiap sel menghasilkan sedikit kuasa elektrik, dan gabungan banyak sel membolehkan sistem menghasilkan lebih banyak kuasa.

Jabatan Tenaga Amerika Syarikat menerangkan bahawa satu sel fotovolta lazimnya berukuran kecil, manakala gabungan banyak sel membentuk modul yang boleh digunakan dalam sistem daripada skala kecil hingga besar. U.S. Department of Energy

2. Cahaya Matahari Membawa Tenaga

Untuk memahami sel suria, kita perlu memahami sedikit tentang cahaya.

Cahaya Matahari bukan sekadar membolehkan kita melihat objek.

Cahaya juga membawa tenaga.

Dalam sains, tenaga cahaya boleh diterangkan sebagai dibawa oleh zarah tenaga yang dinamakan foton.

Bayangkan berjuta-juta foton tiba di permukaan panel solar setiap saat.

Apabila cahaya mengenai sel suria, sebahagian foton diserap oleh bahan di dalamnya.

Tenaga daripada foton inilah yang memulakan proses menghasilkan elektrik.

Namun bukan semua cahaya yang tiba pada panel berjaya ditukarkan menjadi elektrik. Sebahagiannya dipantulkan, sebahagiannya melalui bahan, dan ada tenaga yang akhirnya bertukar menjadi haba. U.S. Department of Energy

Jadi, sel suria tidak menghasilkan tenaga daripada udara kosong.

Ia menukarkan tenaga cahaya yang diterima kepada tenaga elektrik.

3. Rahsia Bahan yang Dipanggil Silikon

Kebanyakan sel suria komersial menggunakan bahan yang dikenali sebagai silikon.

Silikon ialah unsur yang banyak terdapat dalam kerak Bumi dan digunakan secara meluas dalam industri elektronik.

Namun silikon dalam sel suria bukan pasir biasa yang terus diletakkan di atas bumbung. Bahan itu perlu diproses dan dibentuk dengan teliti sebelum boleh digunakan.

Mengapa silikon dipilih?

Kerana silikon ialah sejenis semikonduktor.

Semikonduktor mempunyai sifat elektrik yang boleh dikawal melalui reka bentuk dan pemprosesan bahannya.

Di dalam sel suria, silikon disediakan dalam beberapa lapisan yang menghasilkan medan elektrik dalaman.

Apabila cahaya diserap, tenaga cahaya boleh membebaskan pembawa cas elektrik di dalam bahan.

Medan elektrik tersebut membantu memisahkan cas supaya arus elektrik dapat dihasilkan apabila sel disambungkan kepada litar yang sesuai. U.S. Department of Energy

Kita tidak dapat melihat proses ini dengan mata kasar kerana ia berlaku pada skala yang sangat kecil.

Walaupun panel kelihatan tidak bergerak, proses elektrik sedang berlaku di dalamnya.

4. Bagaimana Cahaya Bertukar Menjadi Arus Elektrik?

Mari ikuti prosesnya satu demi satu.

Proses Kesan Fotovolta

Rajah konsep dipermudahkan: cahaya diserap oleh bahan semikonduktor, menghasilkan pembawa cas dan membolehkan arus elektrik mengalir melalui litar.

Proses ini boleh difahami melalui lima langkah:

1. Cahaya tiba. Foton daripada Matahari mengenai permukaan sel suria.
2. Tenaga diserap. Bahan semikonduktor menyerap sebahagian tenaga cahaya.
3. Pembawa cas dibebaskan. Tenaga yang diserap membolehkan elektron dan pembawa cas lain bergerak.
4. Cas dipisahkan. Struktur dalaman sel membantu mengarahkan pergerakan cas.
5. Arus mengalir. Apabila litar disambungkan, tenaga elektrik boleh dihantar kepada peralatan atau sistem lain.

Inilah yang dinamakan kesan fotovolta.

SEDA Malaysia menerangkan proses yang sama: tenaga daripada cahaya menyebabkan elektron bergerak melalui litar, lalu menghasilkan arus elektrik. SEDA Malaysia

5. Adakah Sel Suria Memerlukan Haba?

Danish masih mempunyai satu soalan.

“Kalau panel solar menggunakan Matahari, adakah panel yang lebih panas menghasilkan lebih banyak elektrik?”

Jawapannya mungkin mengejutkan.

Sel suria fotovolta menggunakan tenaga cahaya, bukannya bergantung pada haba untuk menghasilkan elektrik.

Cahaya yang lebih kuat biasanya membolehkan panel menghasilkan lebih banyak kuasa, selagi keadaan lain sesuai.

Tetapi jika suhu panel menjadi terlalu tinggi, kecekapan sesetengah sel suria — termasuk sel silikon biasa — boleh menurun.

Ini kerana kenaikan suhu mengubah sifat elektrik bahan semikonduktor.

Jabatan Tenaga Amerika Syarikat menyatakan bahawa suhu operasi yang tinggi boleh mengurangkan voltan sel suria dan menjejaskan kecekapannya. U.S. Department of Energy

Jadi, ada perbezaan antara:

Cahaya Matahari yang kuat — membekalkan lebih banyak tenaga cahaya kepada sel.

Panel yang terlalu panas — boleh mengurangkan kecekapan penukaran tenaga.

Sebab itu reka bentuk panel dan pengaliran udara di sekelilingnya turut penting.

6. Mengapa Panel Solar Menghasilkan Arus Terus?

Elektrik yang dihasilkan oleh sel suria biasanya berbentuk arus terus, atau direct current (DC).

Dalam arus terus, cas elektrik bergerak dengan arah aliran bersih yang tetap dalam litar.

Bateri juga merupakan sumber arus terus.

Namun kebanyakan sistem elektrik rumah dan grid menggunakan arus ulang-alik, atau alternating current (AC).

Dalam sistem arus ulang-alik, arah arus berubah secara berkala.

Oleh sebab itu, panel solar tidak boleh disambungkan terus kepada semua peralatan rumah tanpa sistem elektrik yang sesuai.

Ia memerlukan alat khas.

Alat tersebut dinamakan inverter.

7. Inverter Menukarkan DC kepada AC

Inverter ialah salah satu komponen paling penting dalam sistem solar rumah.

Tugas utamanya ialah menukarkan elektrik DC daripada panel kepada elektrik AC yang sesuai untuk digunakan oleh sistem rumah dan grid.

Perjalanan Elektrik daripada Panel Solar

Cahaya Matahari

Sumber tenaga cahaya

Panel solar

Menukarkan cahaya kepada elektrik DC

Inverter

Menukarkan DC kepada AC

Peralatan rumah

Menggunakan tenaga elektrik yang sesuai

Aliran asas bagi sebuah sistem fotovolta rumah. Sistem sebenar turut mempunyai komponen perlindungan, pendawaian dan kawalan.

Jabatan Tenaga Amerika Syarikat menerangkan bahawa inverter menukarkan arus terus daripada panel kepada arus ulang-alik untuk kegunaan grid dan banyak peralatan rumah. U.S. Department of Energy

Tanpa inverter atau alat penukaran lain yang sesuai, bekalan DC daripada panel tidak boleh digunakan dengan betul oleh kebanyakan sistem rumah yang direka untuk AC.

8. Bolehkah Sebuah Rumah Menggunakan Elektrik Solar Sepanjang Hari?

Bayangkan panel di rumah Encik Hakim menghasilkan elektrik pada waktu tengah hari.

Pada waktu yang sama, penghuni rumah menggunakan kipas, komputer dan peti sejuk.

Dalam sistem yang direka untuk kegunaan sendiri, elektrik solar boleh membantu membekalkan tenaga kepada peralatan tersebut.

Bagaimana jika tenaga solar yang dihasilkan tidak mencukupi?

Jika rumah disambungkan kepada grid elektrik, kekurangan itu biasanya boleh dibekalkan oleh grid.

Bagaimana pula jika tenaga solar yang dihasilkan melebihi keperluan rumah?

Jawapannya bergantung pada jenis sistem dan peraturan sambungan.

Dalam sesetengah sistem yang dibenarkan, lebihan tenaga boleh dihantar ke grid. Sistem lain mungkin mengehadkan pengeksportan tenaga atau menggunakannya untuk mengecas bateri.

Di Semenanjung Malaysia, SEDA menerangkan bahawa program Solar ATAP, yang bermula pada 1 Januari 2026, membolehkan pengguna yang memenuhi syarat menggunakan tenaga solar sendiri dan mengeksport lebihan ke grid mengikut peraturan program. Suruhanjaya Tenaga / SEDA Malaysia

Bagi Danish, perkara utama yang perlu difahami ialah elektrik solar boleh menjadi sebahagian daripada bekalan tenaga rumah, bukan semestinya menggantikan semua sumber elektrik setiap masa.

9. Adakah Panel Solar Berfungsi Pada Waktu Malam?

Apabila malam tiba, cahaya Matahari tidak lagi sampai ke panel.

Sel fotovolta biasa tidak dapat menghasilkan bekalan elektrik solar yang berguna daripada cahaya Matahari pada waktu malam.

Jadi, bagaimana lampu rumah yang mempunyai panel solar masih boleh menyala?

Ada dua kemungkinan utama.

Rumah itu masih menerima elektrik daripada grid.

Atau rumah tersebut menggunakan sistem penyimpanan tenaga, seperti bateri.

Panel solar menghasilkan elektrik; bateri menyimpan tenaga untuk digunakan kemudian.

Panel solar sendiri bukan bateri.

Jabatan Tenaga Amerika Syarikat menerangkan bahawa sistem bateri boleh menyimpan sebahagian tenaga solar yang dihasilkan pada waktu siang untuk digunakan pada waktu malam atau ketika pengeluaran solar berkurang. U.S. Department of Energy

Ini sama seperti kita menyimpan air dalam tangki untuk digunakan apabila diperlukan. Namun dalam bateri, tenaga disimpan melalui proses kimia, bukannya sebagai air.

10. Bagaimana Jika Hari Mendung atau Hujan?

Di Malaysia, cuaca boleh berubah dengan cepat.

Pagi mungkin cerah.

Tengah hari awan mula berkumpul.

Petang pula hujan turun.

Adakah panel solar terus berhenti apabila langit mendung?

Tidak semestinya.

Walaupun Matahari terlindung oleh awan, sebahagian cahaya masih sampai ke permukaan Bumi.

Panel solar boleh menerima cahaya tersebut dan terus menghasilkan elektrik.

Namun jumlah kuasanya biasanya lebih rendah berbanding ketika menerima cahaya yang kuat.

Pada waktu malam pula, ketiadaan cahaya Matahari menyebabkan pengeluaran solar biasa terhenti. U.S. Department of Energy

Lihat perbandingan ini:

Keadaan	Kesan terhadap pengeluaran solar
Matahari terang	Biasanya lebih tinggi
Langit mendung	Biasanya berkurang
Panel terlindung bayang	Boleh berkurang dengan ketara
Waktu malam	Tiada pengeluaran solar biasa daripada cahaya Matahari

Jadual ini menunjukkan keadaan umum. Jumlah sebenar tetap bergantung pada jenis panel, cuaca, suhu dan reka bentuk sistem.

11. Mengapa Bayang Pokok Boleh Menjadi Masalah?

Bayangkan sebahagian besar panel menerima cahaya Matahari, tetapi sebahagian kecil permukaannya dilindungi bayang pokok.

Kita mungkin menyangka bahagian yang terlindung sahaja akan terjejas.

Namun pada sesetengah reka bentuk panel, bayang pada beberapa sel boleh mempengaruhi keluaran elektrik kumpulan sel yang disambungkan bersama.

Sebab itu jurutera perlu melihat kedudukan panel dengan teliti.

Mereka mengambil kira pergerakan bayang daripada pokok, bumbung dan bangunan pada waktu berlainan.

Jabatan Tenaga Amerika Syarikat mengenal pasti bayang, kotoran pada permukaan panel dan suhu operasi sebagai antara faktor yang boleh mengurangkan pengeluaran elektrik sistem fotovolta. U.S. Department of Energy

Hal ini menunjukkan bahawa pemasangan panel solar bukan sekadar meletakkan panel di mana-mana bahagian bumbung.

Reka bentuk perlu berdasarkan keadaan tempat tersebut.

12. Adakah Semua Cahaya Ditukar Menjadi Elektrik?

Danish memandang panel di rumah jirannya sekali lagi.

“Kalau begitu, semua cahaya yang terkena panel akan menjadi elektrik?”

“Tidak,” jawab ayah.

Ada tenaga cahaya yang dipantulkan daripada permukaan panel.

Ada yang tidak diserap dengan berkesan.

Sebahagian tenaga pula berubah menjadi haba.

Oleh sebab itu, saintis menggunakan satu ukuran yang dinamakan kecekapan.

Kecekapan sel suria menunjukkan berapa banyak tenaga cahaya yang diterima berjaya ditukarkan menjadi tenaga elektrik.

Contohnya, bayangkan sebuah panel menerima 100 unit tenaga cahaya dan menukarkan 20 unit kepada elektrik.

Kecekapannya ialah 20%.

Baki tenaga itu tidak hilang begitu sahaja. Sebahagiannya dipantulkan, tidak diserap atau berubah menjadi bentuk tenaga lain.

Ini hanyalah contoh pengiraan mudah, bukan ukuran bagi setiap jenis panel.

Penyelidik terus berusaha meningkatkan kecekapan melalui reka bentuk bahan dan struktur sel yang lebih baik. U.S. Department of Energy

13. Mengapa Tenaga Solar Dikategorikan sebagai Tenaga Boleh Baharu?

Matahari terus membekalkan tenaga kepada Bumi setiap hari.

Berbeza daripada arang batu atau petroleum, penggunaan cahaya Matahari oleh satu panel tidak menghabiskan bekalan cahaya bagi panel lain.

Oleh itu, tenaga suria dikategorikan sebagai tenaga boleh baharu.

Sistem panel solar juga tidak perlu membakar bahan api untuk menghasilkan elektrik ketika beroperasi.

Ini boleh membantu mengurangkan kebergantungan kepada bahan api fosil dalam sistem tenaga.

Namun ada perkara penting yang tidak patut kita abaikan.

Panel solar perlu dihasilkan di kilang. Pengeluarannya memerlukan bahan mentah, tenaga, pengangkutan dan mesin.

Panel juga perlu diselenggara, dan apabila tamat hayat penggunaannya, komponennya perlu diurus dengan betul.

Jabatan Tenaga Amerika Syarikat menjelaskan bahawa pengurusan panel sepanjang kitaran hayat, termasuk guna semula dan kitar semula, penting untuk mengurangkan kesan alam sekitar. U.S. Department of Energy

Maka tenaga solar ialah teknologi yang mempunyai banyak manfaat, tetapi itu tidak bermaksud keseluruhan sistemnya tidak mempunyai sebarang kesan terhadap alam sekitar.

14. Sel Suria Digunakan di Mana?

Panel solar bukan hanya terdapat di bumbung rumah.

Ia juga digunakan dalam pelbagai peralatan dan kemudahan.

Lampu taman solar

Menggunakan tenaga solar untuk mengecas bateri pada waktu siang.

Bangunan dan sekolah

Membantu membekalkan sebahagian keperluan elektrik bangunan.

Satelit

Menukarkan cahaya Matahari kepada elektrik untuk sistem satelit.

Ladang solar

Menggabungkan banyak panel untuk menghasilkan elektrik pada skala besar.

Walaupun saiz dan kegunaannya berbeza, prinsip asasnya tetap sama: sel fotovolta menukarkan cahaya kepada tenaga elektrik.

15. Adakah Panel Solar Boleh Menghidupkan Rumah Ketika Bekalan Grid Terputus?

Soalan ini kelihatan mudah.

Jika rumah mempunyai panel solar dan Matahari masih bersinar, bukankah rumah itu sepatutnya terus mempunyai elektrik?

Jawapannya bergantung pada reka bentuk sistem.

Banyak sistem solar yang disambungkan kepada grid direka supaya berhenti membekalkan elektrik apabila grid terputus. Ini ialah langkah keselamatan bagi melindungi petugas yang mungkin sedang membaiki talian.

Sistem yang mempunyai inverter serta kemudahan sandaran yang direka khas boleh mengasingkan bekalan rumah daripada grid dan menggunakan tenaga tersimpan ketika gangguan, tertakluk pada kemampuan sistem.

Jabatan Tenaga Amerika Syarikat menegaskan bahawa panel solar biasa yang disambungkan kepada grid tidak semestinya membekalkan kuasa sandaran semasa gangguan. Sistem perlu direka khas untuk tujuan tersebut. U.S. Department of Energy

Perkara ini menunjukkan bahawa panel hanyalah satu bahagian daripada keseluruhan sistem solar.

Peralatan kawalan dan keselamatan juga sangat penting.

16. Bolehkah Kita Membina Panel Solar Sendiri?

Belajar tentang sel suria memang menarik.

Namun murid sekolah rendah tidak patut cuba memasang panel solar sebenar pada bumbung, mengubah suai inverter atau menyambungkan peralatan kepada soket rumah.

Sistem sedemikian melibatkan risiko elektrik dan bekerja di tempat tinggi.

Sebaliknya, pembelajaran boleh dilakukan menggunakan kit pendidikan solar voltan rendah yang memang direka untuk murid, dengan bimbingan guru atau orang dewasa.

Contohnya, kit kipas mini yang dikuasakan oleh sel suria boleh digunakan untuk melihat hubungan antara jumlah cahaya dengan pergerakan kipas.

Dengan cara itu, kita boleh memahami konsep tanpa menyentuh pendawaian elektrik rumah.

17. Masa Depan Tenaga Suria

Teknologi solar terus berkembang.

Saintis mengkaji bagaimana sel dapat menyerap cahaya dengan lebih berkesan, menghasilkan lebih banyak elektrik dan bertahan lebih lama.

Jurutera pula mereka sistem yang lebih mudah diselenggara dan lebih sesuai dipasang pada pelbagai jenis bangunan.

Di Malaysia, penggunaan solar di bumbung bangunan merupakan antara pendekatan untuk meningkatkan penggunaan tenaga boleh baharu.

Program Solar ATAP yang diperkenalkan pada 2026 ialah salah satu contoh usaha membolehkan pengguna di Semenanjung Malaysia menjana elektrik melalui sistem solar bumbung mengikut syarat yang ditetapkan. Suruhanjaya Tenaga / SEDA Malaysia

Namun tenaga solar tidak sepatutnya dianggap sebagai satu-satunya penyelesaian kepada semua keperluan elektrik.

Sistem tenaga yang baik perlu mengambil kira keadaan cuaca, permintaan elektrik, kestabilan grid, penyimpanan tenaga dan sumber tenaga lain.

Ilmu STEM membantu manusia mereka penyelesaian yang lebih sesuai untuk keperluan tersebut.

18. Cahaya yang Menjadi Elektrik

Petang itu, Danish kembali memandang bumbung rumah jirannya.

Kini dia tidak lagi melihat panel itu sebagai kepingan hitam yang misteri.

Dia membayangkan berjuta-juta foton cahaya Matahari mengenai permukaannya.

Dia teringat lapisan silikon yang menyerap sebahagian tenaga cahaya.

Dia membayangkan elektron bergerak dan arus elektrik dihasilkan.

Kemudian dia teringat inverter yang membantu menyediakan elektrik untuk kegunaan rumah.

“Jadi panel solar sebenarnya tidak membuat tenaga baharu?” tanya Danish.

Ayah mengangguk.

“Betul. Ia menukarkan tenaga cahaya kepada tenaga elektrik.”

Danish tersenyum.

“Macam generator menukarkan tenaga gerakan kepada elektrik, tetapi panel solar menggunakan cahaya.”

“Tepat sekali.”

Danish memandang Matahari yang masih bersinar.

Dia mula memahami bahawa teknologi hebat tidak semestinya mempunyai roda atau enjin yang besar.

Ada teknologi yang bekerja tanpa bunyi dan tanpa bahagian yang perlu berpusing.

Di dalam sel suria yang kecil, bahan semikonduktor membolehkan tenaga cahaya digunakan untuk menghasilkan arus elektrik.

Dan daripada sel kecil itulah, manusia boleh membina sistem yang membantu membekalkan elektrik kepada rumah, sekolah dan pelbagai kemudahan.

Kadangkala, perubahan tenaga yang sangat besar bermula dengan proses yang terlalu kecil untuk dilihat oleh mata.

Infografik: Cahaya kepada Elektrik

Aktiviti Selepas Membaca

Eksperimen: Adakah Cahaya Mempengaruhi Sel Suria?

Tujuan: Memerhatikan kesan perubahan keamatan cahaya terhadap peralatan solar kecil.

Bahan: Kipas solar mini voltan rendah yang telah siap dipasang untuk tujuan pendidikan, kertas legap dan kawasan yang menerima cahaya Matahari. Jalankan aktiviti dengan bimbingan orang dewasa.

Cara menjalankan aktiviti:

1. Letakkan kipas solar mini pada kawasan yang menerima cahaya Matahari.

2. Perhatikan putaran kipas.

3. Alihkan kit ke tempat teduh atau lindungkan panel dengan kertas tanpa menyentuh sambungan elektrik.

4. Perhatikan sama ada kelajuan kipas berubah.

5. Kembalikan kit kepada keadaan asal dan bandingkan pemerhatian.

Catatan Pemerhatian

Keadaan	Pemerhatian putaran kipas
Di bawah cahaya Matahari	________________
Di tempat teduh	________________
Panel dilindungi kertas	________________

Kemudian jawab: Mengapakah kelajuan kipas boleh berubah apabila jumlah cahaya yang diterima oleh panel berubah?

Hasil sebenar mungkin berbeza mengikut kit yang digunakan. Jangan melihat terus ke arah Matahari, memanjat bumbung atau melakukan eksperimen menggunakan sistem panel solar rumah.