Negara yang hadir pada konferensi COP28 berkomitmen untuk melakukan peralihan menuju penggunaan energi terbarukan yang ramah lingkungan dengan target 11 terawatt pada tahun 2030. Konferensi COP28 ini membuka peluang dalam pengurangan bahan bakar fosil secara global dan memastikan bahwa terjadi penurunan permintaan terhadap komoditi minyak, batu bara, dan gas. Target peningkatan tiga kali lipat ini akan membawa energi terbarukan ke tingkat berikutnya, dengan memanfaatkan tenaga surya dan angin mencapai 40% untuk pembangkit listrik global pada tahun 2030. Sebagian besar target transisi menuju energi terbarukan mengarah kepada penggunaan solar photovoltaic.
Efek Photovoltaic
Teknologi tenaga surya khususnya efek photovoltaic telah tercatat dalam sejarah sejak abad-18 tepatnya pada tahun 1839 oleh seorang ahli fisika asal Perancis bernama Alexandre Edmund Becquerel. Percobaan yang dilakukan Becquerel terkait spektrum cahaya yang menghasilkan efek photovoltaic dari hasil penyinaran dua elektroda. Efek photovoltaic merupakan proses penyerapan foton cahaya oleh bahan semikonduktor yang dikonversi menjadi energi listrik.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Efek Photovoltaic
Komitmen bersama dalam peralihan dari energi fosil ke energi terbarukan meskipun didukung dengan kemajuan teknologi salah satunya dengan meningkatkan daya tarik terhadap penggunaan solar photovoltaic, penyebaran dari teknologi ini hanya terkonsentrasi di sejumlah negara terutama di negara-negara lintang tinggi serta menengah di Eropa, Amerika, dan Tiongkok yang dapat terlihat pada gambar 1, teridentifikasi dengan warna merah yang menandakan penerapan energi solar pada negara tersebut tinggi. Warna yang semakin gelap menggambarkan pembangkit listrik dan kapasitas dari energi solar pada negara semakin besar. Kondisi wilayah di seluruh dunia termasuk iklim yang beragam di gurun, dataran tinggi, daerah tropis dan pesisir menjadi penentu karena banyaknya faktor lingkungan yang mempengaruhi kinerja solar photovoltaic.
Faktor-faktor ini dapat mempengaruhi produksi energi listrik, sehingga pemahaman yang komprehensif tentang dampak yang ditimbulkan dari peralihan ke energi terbarukan diperlukan untuk:
- Mengevaluasi dampak pada lingkungan melalui siklus hidup dengan praktik berkelanjutan untuk mengurangi emisi karbon
- Mengelola variabilitas dari output untuk integrasi pada jaringan agar lebih efektif
- Melakukan forecasting pada kinerja perencanaan energi secara akurat sehingga dapat memenuhi ekspektasi investor secara realistis
- Mengoptimalkan dan memaksimalkan hasil energi
Faktor-faktor yang Berpengaruh pada Kinerja Solar Photovoltaic
Solar photovoltaic menjadi salah satu rencana untuk transisi energi secara global. Maka dari itu perlu dilakukan tinjauan pada faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja dari solar photovoltaic. Ada beberapa faktor lingkungan yang mempengaruhi kinerja dari solar photovoltaic yaitu radiasi matahari, suhu udara, kondisi atmosfer, dan keadaan cuaca (Bamisile et al, 2025). Sedangkan faktor lain yang dapat mempengaruhi kinerja dari solar photovoltaic dilihat dari penempatan saat pemasangan solar photovoltaic yaitu pengaruh sudut kemiringan panel surya terhadap radiasi dan kebersihan dari panel surya (Samsurizal et al, 2021).
- Radiasi Matahari
Global Horizontal Irradiance (GHI) dan Direct Normal Irradiance (DNI) menjadi satuan ukuran dalam menghitung energi surya secara kumulatif yang diterima dalam satuan luas selama periode waktu tertentu. GHI merepresentasikan total irradiansi yang diterima per satuan luas pada permukaan horizontal termasuk radiasi langsung dan tersebar (difus). Sedangkan DNI merepresentasikan irradiansi surya langsung ke permukaan yang tegak lurus terhadap matahari dan tidak termasuk komponen difus.
Radiasi paling kuat berada di lintang rendah (−30° hingga +30°) dan berkurang ketika bergerak menuju wilayah kutub karena sudut zenith yang meningkat. Radiasi yang diterima di permukaan sangat bervariasi berdasarkan geografi, tutupan awan, dan faktor-faktor lainnya. Orbit elips bumi mengelilingi matahari juga menyebabkan fluktuasi tahunan kecil dalam insolasi matahari. Radiasi matahari sedikit lebih tinggi ketika bumi paling dekat dengan matahari (perihelion) dibandingkan ketika lebih jauh (aphelion).
- Suhu Udara
Modul photovoltaic umumnya mengubah 6–20% sinar matahari yang masuk menjadi listrik dan radiasi matahari yang masuk yang tidak diubah menjadi energi listrik dipantulkan sehingga menghasilkan panas dan meningkatkan suhu modul photovoltaic. Produksi panas oleh solar photovoltaic dapat meningkatkan suhu di sekitarnya yang mempengaruhi pembuangan panas dari sel. Ada hubungan terbalik antara suhu sel PV dan efisiensinya serta outputnya. Singkatnya, solar photovoltaic pada suhu tinggi mengalami degradasi yang lebih cepat dan masa pakai yang lebih rendah. Icon Green dapat memberikan anda masukan serta penjelasan yang komprehensif mengenai metode pendinginan yang dapat dilakukan pada panel surya sehingga Anda tidak perlu khawatir dalam perencanaan peralihan energi Anda ke sumber yang lebih ramah lingkungan.
- Kondisi Atmosfer
Kondisi atmosfer dapat mempengaruhi hasil dari panel surya. Terdapat beberapa hal yang mempengaruhi kondisi atmosfer seperti tutupan awan dan tingkat polutan. Tutupan awan berdampak besar pada output solar photovoltaic, terutama dengan mengurangi Direct Normal Irradiance (DNI) yang diterima. Selain dari luas tutupan awan, dampak terhadap kinerja alat juga bergantung pada karakteristik fisik awan seperti cakupan, bentuk, ketebalan optik, kandungan air cair, dan distribusi ukuran partikel. Tingkat polusi juga sangat berpengaruh pada kinerja panel surya. Aerosol atmosfer menyebarkan dan menyerap sinar matahari sehingga mengurangi jumlah yang mencapai permukaan bumi. Aerosol adalah suspensi partikel mikroskopis padat serta cair yang terkandung dalam atmosfer, seperti debu, kabut, abu vulkanik, dan polusi aktivitas alam maupun manusia. Aerosol atmosfer mengurangi faktor kapasitas PV hingga 20% tergantung pada wilayah di dunia.
- Keadaan Cuaca Ekstrem
Peristiwa cuaca ekstrem seperti badai, hujan es dan kebakaran hutan dapat merusak sistem photovoltaic. Kurangnya kinerja solar photovoltaic karena kebakaran hutan yang menghasilkan aerosol dalam jumlah yang besar menghalangi penyerapan sinar matahari pad alat. Di California, energi surya menyokong hampir 20% kebutuhan listrik dan kebakaran hutan ekstrem pada September 2020 mengurangi produksi energi surya hingga 30%. Asap kebakaran hutan Kanada pada Juni 2023 telah sampai menyelimuti Timur Laut dan Midwest AS dan mengakibatkan 60% pengurangan kinerja pada pembangkit listrik tenaga surya di New England dan sebesar 25% di negara bagian Mid-Atlantic serta Midwest. New York sangat terpengaruh saat kebakaran terjadi dan kehilangan ∼1,5 GW produksi surya antara 6 Juni dan 7 Juni 2023.
Hujan es menyebabkan berbagai tingkat kerusakan, dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti ukuran, intensitas, dan energi kinetik dari es yang jatuh. Kerusakan termasuk pecahan kaca, kerusakan sel, retakan mikro, disfungsi sel, dan deformasi struktural. Efek hujan es pada modul PV sangat bergantung pada bahan yang digunakan untuk lapisan depan pada panel. Badai yang lebih parah dapat mengakhiri umur modul, tetapi badai yang lebih kecil juga menyebabkan kerusakan kumulatif. Retakan mikro dapat menyebabkan beberapa bagian sel terputus secara elektrik, yang secara bertahap mengurangi daya kemampuan dalam menghasilkan listrik.
- Sudut Kemiringan Panel Surya
Sudut kemiringan pada pemasangan panel disesuaikan ke arah yang mendapatkan radiasi matahari paling tinggi. Penentuan sudut kemiringan pada pemasangan panel surya juga atas dipengaruhi oleh gerak semu harian dan tahunan serta indeks kecerahan matahari. Radiasi yang diterima pada musim kemarau tentula lebih besar dibandingkan pada saat musim hujan dikarenakan tutupan awan yang rendah sehingga tingkat indeks kecerahan semakin tinggi.
- Kebersihan Panel Surya
Menjaga panel agar tetap bersih merupakan salah satu cara untuk mempertahankan bahkan meningkatkan kinerja dari listrik yang dihasilkan oleh panel surya. Solar modul dapat dibersihkan dengan cara disemprot air atau cairan lain yang aman untuk modul serta dapat dengan cara dilap dengan spons atau kain yang lembut.
Penutupan
Efek photovoltaic dapat menghasilkan energi listrik yang besar dengan mempertimbangkan beberapa faktor baik dari faktor lingkungan seperti besaran radiasi matahari, suhu udara, kondisi atmosfer, serta cuaca ekstrem di wilayah tempat pemasangan panel surya. Terdapat juga faktor lain yang patut diketahui dalam menjaga bahkan meningkatkan kinerja panel surya seperti dari pemasangan serta kebersihan modul panel surya. Semua hal ini bisa Anda tanyakan secara lebih mendetail saat memutuskan memasang panel surya. Icon Green akan membantu Anda dalam mencapai kinerja panel surya Anda dalam menghasilkan energi listrik yang lebih ramah lingkungan serta membantu Anda dalam menjaga kinerja tersebut dalam jangka waktu yang panjang. Hubungi Icon Green segera untuk informasi lebih lanjut terkait peralihan listrik Anda menuju ramah lingkungan!
