Pemanasan Global Akan Mengurangi Efisiensi Sel Surya
- Peneliti MIT menyajikan proyeksi sederhana tentang dampak perubahan iklim pada kinerja sel fotovoltaik silikon.
- Rata-rata, keluaran sel fotovoltaik berkurang 0,45 persen untuk setiap kenaikan satu derajat suhu.
Di abad ke-21, dua hal yang pasti akan terjadi:Bumi akan menjadi lebih hangat dan penyebaran panel surya akan meningkat. Mempertimbangkan dua faktor ini, muncul pertanyaan, bagaimana pemanasan global akan mempengaruhi produksi energi matahari dalam beberapa dekade mendatang.
Karena sel fotovoltaik sensitif terhadap suhu, kinerjanya terutama didasarkan pada kondisi meteorologi lokal, seperti konsentrasi aerosol dan kadar air di atmosfer. Performa teknologi fotovoltaik paling populer, silikon, berkurang seiring dengan meningkatnya suhu dan tingkat kelembapan.
Meskipun dampak kenaikan suhu pada kinerja sel surya telah dibahas dalam beberapa penelitian, proyeksi perubahan insolasi matahari tetap tidak pasti. Sekarang, para peneliti di MIT telah mempresentasikan proyeksi sederhana tentang dampak perubahan iklim terhadap kinerja sel fotovoltaik silikon di seluruh dunia.
Mereka menggunakan skenario Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5 untuk menganalisis dampak instalasi fotovoltaik. Skenario tersebut memproyeksikan emisi gas rumah kaca mencapai puncaknya pada tahun 2040, dan peningkatan suhu rata-rata global (1,8 Kelvin) pada tahun 2100.
Output Sel Surya Turun Saat Semakin Panas
Sebuah panel surya terbuat dari beberapa unit yang lebih kecil yang disebut sel fotovoltaik. Sel-sel ini bekerja dengan memungkinkan foton (dari sinar matahari) untuk melepaskan elektron dari atom, menciptakan aliran arus listrik.
Saat melakukannya, mereka juga menciptakan 'lubang' bermuatan positif di dalam material, yang mengalir berlawanan arah dengan elektron. Efisiensi sel tergantung pada seberapa cepat elektron bergabung kembali dengan lubang. Semakin cepat mereka bergabung kembali, semakin kecil outputnya karena mengeluarkannya dari pita konduksi.
Laju rekombinasi sebanding dengan suhu. Ini berarti saat lingkungan eksternal menghangat, output panel surya menurun.
Karena suhu meningkat hampir di semua tempat di Bumi, efisiensi sel surya diharapkan terjadi di mana-mana. Namun, beberapa daerah akan lebih baik daripada yang lain. Menurut para peneliti, wilayah yang paling terpengaruh (lebih buruk) adalah Asia Tengah, Afrika Selatan, dan Amerika Serikat Bagian Selatan.
Referensi:arXiv:1908.00622
Perhitungan menunjukkan bahwa, rata-rata, keluaran sel fotovoltaik berkurang 0,45 persen untuk setiap kenaikan satu derajat suhu. Keluaran energi dari instalasi fotovoltaik silikon akan berkurang hampir 15 kWh/kWp, dengan beberapa daerah mengalami kerugian hingga 50 kWh/kWp.
Para peneliti juga membuat peta global untuk menampilkan sejauh mana perubahan output energi di wilayah mana pun.
Perkiraan perubahan global dalam keluaran energi untuk pemasangan fotovoltaik silikon di abad ke-21
Ini Hanya Sosok Representatif
Peneliti memang menyebutkan bahwa tanda -0,45%/K hanyalah nilai representatif. Kemajuan dalam ilmu material secara substansial dapat mengubah angka-angka ini di masa depan.
Misalnya, bahan dengan celah pita yang lebih tinggi, seperti telluride kadmium, memiliki penurunan keluaran energi yang jauh lebih rendah. Dengan demikian, instalasi surya di masa depan bisa lebih kuat terhadap perubahan suhu.
Baca:Sel Surya Dua Lapis Paling Efisien Dengan Efisiensi 22,4%
Selain itu, pemanasan global bukan satu-satunya faktor yang akan mengurangi efisiensi sel surya. Variasi dalam insolation dan tingkat kelembaban, khususnya, akan mempengaruhi sinar matahari yang mencapai panel. Kita perlu mempertimbangkan semua faktor ini saat merencanakan sistem energi hijau terbarukan untuk masa depan.
