Sel Surya solusi alternatif energi di pedesaan terpencil

Menggunakan Sel Surya untuk Menghasilkan Listrik

Energi matahari dapat diubah secara langsung menjadi energi listrik menggunakan sel fotovoltaik (PV=Photovoltaic), atau yang biasa disebut sel surya.

Baca juga: https://seisnews.org/2022/energi-surya-untuk-efisiensi-energi-di-rumah/

Sebagian besar sel surya adalah lapisan tipis silikon murni (Si) atau silikon polikristalin dengan sejumlah kecil logam yang memungkinkannya menghasilkan listrik. Diantara tahun 2001 dan 2015, biaya per watt listrik yang dihasilkan oleh sel surya turun 83% dan biaya tersebut diperkirakan akan terus turun karena harga didorong oleh kemajuan teknologi.

Sebagian besar sel surya berlapis seperti wafer transparan tipis dari silikon murni (Si) atau silikon polikristalin dengan sejumlah kecil logam yang memungkinkannya menghasilkan listrik saat sinar matahari mengenainya.

Lapisan-lapisan sel surya dihubungkan secara parallel dalam sebuah panel. Kemudian panel-panel tersebut saling dihubungkan untuk menghasilkan listrik pada sebuah rumah atau pembangkit listrik tenaga surya yang besar.

Sistem tersebut dapat dihubungkan ke jaringan listrik atau baterai yang menyimpan energi listrik sampai dibutuhkan.

Pembangkit listrik tenaga surya besar beroperasi di Jerman, Spanyol, Portugal, Korea Selatan, RRC, dan Amerika Serikat (Negara Bagian Barat Daya).

Teknologi Terbaru

Susunan sel surya dapat dipasang di atap atau digabungkan ke hampir semua jenis bahan atap.

Nanoteknologi dan teknologi baru lainnya kemungkinan akan memungkinkan pembuatan sel surya dalam lembaran yang lebih tipis, dalam bentuk kaku atau fleksibel. Teknologi baru ini dapat dicetak seperti koran dan ditempelkan atau disematkan di berbagai permukaan seperti dinding luar, jendela, tirai, dan pakaian.

Generasi berikutnya adalah nanoteknologi film tipis dan sel surya graphene. Generasi terbaru ini diluncurkan bersama dengan sel surya yang dibuat dengan bahan mineral yang dikenal sebagai perovskite.

Sel surya graphene adalah lembaran karbon setebal satu atom, adalah bahan yang relatif baru yang telah mendapat perhatian karena kemampuannya yang efisien.

Grafena adalah bahan berbasis karbon yang atomnya tersusun dalam pola heksagonal. Grafena memiliki struktur seperti grafit, namun kepadatannya sama dengan serat karbon. Grafena memiliki berat hingga lima kali lebih ringan dari aluminium. Nanomaterial ini diklasifikasikan sebagai 2D karena ketebalannya setipis atom karbon.

Di sisi lain, meskipun tipis, grafena memiliki kekuatan hingga 200 kali lipat dari baja. Grafena adalah konduktor panas dan listrik yang baik, serta transparan, tahan air, dan fleksibel.

Apa itu sel surya perovskite? Perovskit adalah bahan dengan struktur kristal khas yang mirip dengan mineral dengan nama yang sama yang pertama kali ditemukan di Rusia pada tahun 1839.

Ada banyak jenis perovskit, tetapi yang paling menarik untuk industri tenaga surya adalah kristal yang terbuat dari bahan organik dan anorganik. molekul yang terhubung ke atom timbal atau timah.

Perovskite jenis ini memiliki molekul 8 sisi yang disebut timbal halida (atom timbal yang terhubung ke 6 atom halogen baik yodium, klor, atau bromin), mengelilingi molekul yang lebih kecil yang disebut kation metilamonium.

Generasi terbaru sel surya diharapkan menjadi cukup murah untuk bersaing dengan bahan bakar fosil, terutama batubara.

Sel Surya di Pedesaan

Hampir 1,3 miliar orang yang kebanyakan hidup di pedesaan di negara-negara kurang berkembang, tidak terhubung ke jaringan listrik.

Dengan sel surya maka semakin banyak orang yang menggunakan atap panel surya untuk menyalakan lampu LED hemat energi. Metode ini dapat menggantikan lampu minyak tanah yang tidak efisien dan mencemari udara dalam ruangan.

Memperluas sistem sel surya off-grid ke pedesaan akan membantu ratusan juta orang keluar dari kemiskinan dan mengurangi paparan terhadap polusi udara dalam ruangan yang dapat mematikan.

Kompor Surya

Kita dapat memusatkan energi matahari pada skala yang lebih kecil. Di beberapa daerah yang sangat terik, orang menggunakan kompor surya yang murah untuk memfokuskan dan memusatkan sinar matahari.

Kompor surya digunakan untuk merebus dan mensterilkan air serta memasak makanan. Kompor surya dapat menggantikan api kayu dan arang. Di samping itu, juga dapat mengurangi polusi udara dalam ruangan yang menjadi pembunuh utama banyak orang di negara-negara kurang berkembang.

Kompor surya juga dapat mengurangi deforestasi yakni dengan menurunkan kebutuhan kayu bakar dan arang yang terbuat dari kayu bakar.

Pembangkit Listrik Tenaga Surya Skala Kecil

Karena sistem ini terbilang kecil, maka jaringan ini dapat menjangkau lebih banyak pedesaan, Teknologi ini akan membantu ratusan juta orang untuk keluar dari kemiskinan.

Pada akhirnya, microgrid lokal baru dari film tipis dan jenis sel surya baru lainnya diharapkan secara drastis menurunkan biaya penyediaan listrik ke area-area terpencil.

Hal ini juga dapat sangat mengurangi kebutuhan untuk membangun pembangkit listrik tenaga nuklir dan batu bara yang mahal dan terpusat serta jaringan listrik untuk mendistribusikan listrik ke seluruh negara seperti yang terjadi di India.

Di India, beberapa bisnis dan pemilik rumah menyebarkan pembiayaan sistem tenaga surya atap ke dalam beberapa dekade dan memasukkannya ke dalam hipoteknya. Sedangkan, yang lainnya menyewa sistem sel surya dari perusahaan penyedia layanan pemasangan dan pemeliharaannya.

Beberapa komunitas yang peduli lingkungan menggunakan solar sel secara bersama untuk menyediakan listrik bagi individu yang menyewa atau tinggal di kondominium, atau di lokasi yang akses sinar mataharinya terhalang oleh bangunan atau pohon.

Pelanggan juga dapat membeli daya dari pembangkit listrik sel surya kecil yang berlokasi di pusat dengan daya yang dikirim oleh utilitas lokal.

Energi Matahari Tidak Terbatas

Memproduksi listrik dari sel surya adalah cara yang paling cepat berkembang di dunia untuk menghasilkan listrik. Diperkirakan akan terus tumbuh dengan kecepatan tinggi karena energi matahari tidak terbatas dan tersedia di seluruh dunia.

Ini juga merupakan produk teknologi, bukan bahan bakar yang dapat habis seperti batu bara atau gas alam yang harganya dikendalikan oleh persediaan.

Sel surya tidak memiliki bagian yang bergerak, tidak memerlukan air untuk pendinginan, dan beroperasi dengan aman dan tenang (tanpa suara).

Sel surya tidak memancarkan gas rumah kaca atau polutan udara lainnya. Akan tetapi, bukan berarti bebas karbon karena bahan bakar fosil digunakan untuk memproduksi dan mengangkut panel.

Namun, emisi per unit listrik ini jauh lebih rendah daripada emisi yang dikeluarkan dengan menggunakan bahan bakar fosil atau siklus bahan bakar tenaga nuklir untuk menghasilkan listrik.

Sel surya konvensional juga mengandung bahan beracun yang harus dipulihkan ketika sel aus setelah 20-25 tahun digunakan, atau ketika diganti dengan sistem baru.

Efisiensi Energi Sel Surya

Salah satu masalah dengan sel surya adalah efisiensi energi yang rendah. Biasanya hanya mengubah 20% dari energi matahari yang masuk menjadi listrik, meskipun efisiensinya meningkat pesat.

Pada tahun 2014, para peneliti di Institut Fraunhofer Jerman mengembangkan Sistem Energi Surya dengan efisiensi 45% jika dibandingkan dengan efisiensi bahan bakar fosil dan pembangkit tenaga nuklir. Para peneliti ini berencana untuk meningkatkan sel prototipe ini untuk penggunaan komersial.

Pada tahun yang sama, ilmuwan Swedia, David Barbero dan rekan-rekannya menemukan cara untuk menggunakan nanotube yang memiliki potensi untuk membuat sel surya generasi berikutnya yang jauh lebih efisien.

Menurut proyeksi NREL, jika didorong dengan keras dan didukung dengan subsidi pemerintah yang setara atau lebih besar dari subsidi bahan bakar fosil, energi surya dapat memasok hingga 23% listrik Amerika Serikat pada tahun 2050.

Setelah tahun 2050, listrik tenaga surya kemungkinan akan menjadi salah satu sumber listrik utama bagi Amerika Serikat dan sebagian besar dunia. Jika ini terjadi, itu akan mewakili prinsip penerapan global keberlanjutan energi surya.

Jim Lyons, mantan chief engineer General Electric, berpendapat bahwa sel surya akan menjadi sumber listrik nomor satu di dunia pada akhir abad 21.

Jika hal ini terjadi, itu akan mewakili penerapan global yang sangat besar dari prinsip keberlanjutan energi surya yang akan secara tajam mengurangi polusi udara dan membantu memperlambat perubahan iklim.

Saksikan juga informasi terbaru di

https://www.youtube.com/channel/UCpnF7R6RJL0s1yrWU5dO2ZQ

Penulis LR 2022.