Tidak semua panel surya dibuat sama, ada jenis bahan yang berbeda dan teknologi pembuatannya yang dapat memiliki dampak besar pada jumlah energi yang dihasilkan serta terpenting adalah biaya. Di tahun lalu benar-benar ada kemajuan menarik yang akan berdampak besar jadi mari kita bahas itu ditambah bagaimana jika saya memberi tahu Anda bahwa mungkin untuk memanen kekuatan dari bayangan matahari.
Saya matt farrel , ini tulisan yg digubah dari video beliau. Biaya tenaga surya telah menurun drastis selama dekade terakhir sementara pada saat bersamaan efisiensi panel surya telah meningkat. Jika Anda melihat kembali ke tahun 1977, biaya per watt energi matahari adalah sekitar 77$, tapi hari ini sekitar 13 sen dan terus turun.
Ada baiknya melihat kebelakang bagaimana panel matahari berevolusi, ada konteks sejarah yang jauh lebih lama. Mungkin anda telah menyadari efek fotolistrik pertama kali diamati pada tahun 1839 dan paten pertama diberikan kepada william coblance pada tahun 1913, tetapi baru pada tahun 1950-an tenaga surya mulai menjadi hal nyata.
Pada tahun 1954 laboratorium bell menemukan yang pertama sel surya silikon praktis yang memiliki efisiensi sekitar enam persen. Efisiensi sel surya adalah seberapa banyak sinar matahari yang dikumpulkan sel kemudian dapat diubah menjadi listrik. Pada tahun 1957 hoffman elektronik mampu tingkatkan efisiensi itu menjadi delapan persen dan kemudian menjadi sepuluh persen pada tahun 1959.
Pada saat kita memasuki awal 1960-an sel surya telah mencapai sekitar 14 % efisiensi, dimana saat itu sebagian besar panel surya berada di antara 15% dan 20% efisiensi dengan beberapa model. Efisiensi yang lebih tinggi sekarang dapat Anda beli yaitu kisaran 20 % .
Panel LG yang saya pasang di atap saya memiliki 21,1 persen efisiensi dan produk pengubah tenaga matahari dipasaran ada yang hampir 23 efisiensinya. Sel surya telah berubah dari sekitar 10 efisiensi pada tahun 1959 menjadi 23 efisiensi hari ini, jadi dalam 60 tahun menjadi lebih dari dua kali lipat efisiensi.
Di luar efisiensi panel surya, juga penting untuk memahami bahan yang digunakan untuk membuatnya. Bahan utama yang digunakan dalam panel surya saat ini adalah silikon yang dapat dibentuk dalam tiga cara: Polikristalin, Monokristalin dan panel film tipis.
Panel surya monokristalin memiliki efisiensi tertinggi dengan peringkat saat ini antara 15 dan 23 persen dan rentang hidup sekitar 25 hingga 30 tahun. Untuk membuat monokristalin atau silikon sel surya kristal tunggal, awalnya dibentuk menjadi batangan dan kemudian dipotong menjadi wafer / lembaran tipis. Struktur kristal tunggal memberikan elektron lebih banyak ruang untuk bergerak dan menciptakan aliran listrik yang lebih baik.
Panel surya polikristalin memiliki efisiensi rata-rata antara 12 dan 18 persen dengan rentang hidup 23 hingga 27 tahun. Bahan dasarnya juga terbuat dari silikon, tetapi bukannya memotong batang wafer kristal tunggal, produsen melelehkan banyak fragmen silikon bersama-sama untuk membentuk wafer.
Campuran berbagai jenis kristal memberikan elektron lebih sedikit ruang untuk bergerak, jadi mereka tidak seefisien itu tetapi manfaatnya adalah harganya, karena mereka lebih murah untuk diproduksi.
Dan akhirnya ada film tipis yang paling tidak efisien yaitu antara 9% dan 14% dan rentang hidup lebih dekat ke 20 tahun. Alih - alih membentuk wafer lebih tebal dan kaku, ini adalah lapisan yang sangat tipis yang dapat diterapkan pada plastik.
Penggunaan panel surya fleksibel ini biasanya hanya terlihat dalam ukuran besar dalam skala instalasi, di mana ruang tidak menjadi halangan atau Anda perlu mencetak sebuah sel surya dengan bentuk tertentu seperti Mobil karavan atau perahu layar.
Jadi apakah kita terjebak di panel surya 23 % dan mentok efisiensinya ? Tidak, tetapi itu tidak jauh dari maksimum teoretis efisiensi bahan tunggal itu disebut sebagai batas quasar shockley dan untuk panel silikon sekitar 30 persen.
Akan tetapi kabar baiknya adalah ini tidak terbatas pada silikon, ada penelitian yang berkembang sekitar perovskite yang merupakan kelas senyawa buatan yang memiliki kesamaan struktur kristal dengan mineral kalsium titanium oksida, dengan nama yang sama.
Apa yang membuat perovskite menarik dijadikan alternatif silikon adalah bahwa strukturnya membuatnya sangat efektif dalam mengubah foton cahaya menjadi listrik yang dapat digunakan. Mereka mampu mengalahkan efisiensi sel surya silikon mono dan polikristalin tradisional dan karena terbuat dari senyawa buatan manusia biaya produksi harus jauh lebih rendah.
Sel perovskite dapat dibuat melalui proses yang disebut pemrosesan senyawa yang sangat mirip dengan pencetakan koran. Anda dapat menggunakan printer inkjet untuk menyimpan bahan pada lembaran plastik sehingga sel surya perovskit adalah layaknya bentuk solar film tipis tetapi dengan efisiensi yang jauh lebih tinggi.
Tidak seperti silikon, Anda tidak perlu memanaskannya hingga ribuan derajat untuk membentuknya, tetapi ada tantangan di sekitar perovskite yang mencakup daya tahan umur lebih pendek dan toksisitas. Perovskit adalah lebih sensitif terhadap udara dan kelembaban yang secara dramatis dapat mempersingkat masa hidup mereka.
Tapi ini mungkin bukan penghalang, karena sel surya solar sudah disegel di dalam plastik dan kaca untuk perlindungan. Namun jika ini akan berhasil, mereka harus menunggu tahunan 20 hingga 25 tahun lagi untuk melihat jaminan yang Anda dapatkan untuk toksisitas di sebagian besar sel surya yg dipakai hari ini.
Banyak formulasi termasuk timbal yang bisa menjadi masalah jika tidak ditangani dan didaur ulang dengan baik. Semua tantangan yang dapat diatasi termasuk formulasi berbeda yang tidak menggunakan timbal, tetapi perlu dicatat pada saat para ilmuwan telah meneliti sel surya perovskite, efisiensinya turun dari 3,8 pada tahun 2009 menjadi 25,2 persen tahun ini di persimpangan tunggal atau arsitektur lapisan tunggal. Jika Anda membandingkannya dengan silikon, peningkatan efisiensi sejak tahun 1970-an ketika laboratorium nasional energi terbarukan mulai melacak data ini adalah pencapaian dramatis.
Hari ini panel efisien seperti panel LG dirumah saya adalah kondisi yg sama ketika para peneliti berada di lab hampir 20 hingga 30 tahun yang lalu. Fakta bahwa perovskite telah berkembang begitu sejauh ini sangat menjanjikan tetapi tidak berhenti di situ, ada banyak pekerjaan di sekitar pelapisan.
Beberapa teknologi surya untuk melakukan lebih banyak hal bersama daripada yang bisa mereka lakukan sendiri, ini disebut multi-junction solar. Setiap lapisan dirancang untuk menyerap panjang gelombang yang berbeda dari sinar matahari yang masuk sehingga secara kolektif mereka dapat menangkap lebih banyak energi.
Ada beberapa perusahaan menggabungkan silikon dan perovskit dalam lapisan tandem untuk melakukan hal itu. Startup san francisco swift solar dan oxford pv keduanya menggunakan lapisan tipis film perovskite bersama dengan solar silikon yang lebih standar. Solar sel dengan hasil yang menjanjikan dimana silikon menyerap pita merah dari spektrum cahaya tampak dan perovskit menyerap spektrum biru.
Oxford pv telah mencapai efisiensi 28% dan berpikir mereka akan dapat memecahkan tonggak sejarah di 30% . Mereka belum tersedia di pasaran, ini belum siap. Tetapi mereka secara aktif menyiapkan produksi masal sejalan dengan bantuan dari Meyer Burger yang merupakan salah satu pemasok terbesar peralatan manufaktur fotovoltaik dan mereka mengharapkan untuk selesai pada akhir tahun ini.
Saat peluncuran, mereka mengharapkan untuk memiliki 400 watt modul (60 sel) tersedia dengan versi 500 watt di pasaran. Untuk perbandingan, panel surya saya hanya 365 watt. Tapi terobosan terbesar adalah dari laboratorium energi terbarukan nasional, mereka telah membuat sel surya di laboratorium dengan efisiensi 47,1 persen yang membuat rekor tahun ini.
Sekarang ini ada di sebuah lab dan menggunakan tehnik "iluminasi terkonsentrasi", tetapi bahkan di bawah satu iluminasi matahari yang mensimulasikan lebih banyak kondisi dunia nyata, itu hanya mencapai efisiensi 39,2%
Bagaimana mereka melakukannya ? Cukup pintar, ini adalah sel multijunction lain tetapi bukan dua lapisan tandem. Ini adalah sel surya enam persimpangan yang pada dasarnya, berarti mereka melapisi enam lapisan teknologi surya yang berbeda. Totalnya ada 140 lapisan dari enam bahan surya yang berbeda dan semuanya digabungkan, masih kurang dari sepertiga ketebalan rambut manusia.
Luar biasa namun itu masih di lab dan belum siap untuk manufaktur masal. Ini membantu untuk menetapkan apa yang mungkin dianggap kelas atas dan menunjukkan jalan ke depan bagi penelitian perusahaan lainnya dan itu membuktikan bahwa kita harus bisa melewati batas efisiensi 30% hanya dari satu bahan.
Dan akhirnya sedikit teknologi tingkat fiksi ilmiah yang gila dan salah satu yang tidak akan saya lihat dalam waktu dekat tetapi jika peneliti dapat membangun ini, itu agak gila bagaimana jika Anda bisa menghasilkan kekuatan dari bayangan dan bukan hanya penelitian ecek-ecek dari universitas nasional singapura, telah mengembangkan sebuah prototipe perangkat yang disebut pembangkit energi efek bayangan yang menghasilkan tenaga listrik.
Anda pasti heran , bayangan matahari? Cara kerja teknologinya adalah dengan menghasilkan dan memanen sejumlah listrik kecil dari perbedaan kontras antara bayangan dan bagian perangkat yang diterangi. Jika perangkat dalam bayangan penuh atau cahaya penuh itu tidak menghasilkan tegangan tetapi semakin dekat Anda mencapai cakupan 50 % bayangan dan terang, semakin banyak tegangan yang dihasilkan.
Prototipe kerja menghasilkan sekitar 1,2 volt yang merupakan energi yang cukup untuk aktifkan jam tangan digital dalam demonstrasi mereka jenis teknologi ini dapat memanfaatkan bayangan yang lewat seperti pohon atau awan di panel surya hari ini jika panel surya mendapat sebagian terhalang itu berhenti menghasilkan energi.
Panel surya yang dilengkapi dengan ini bisa mengubah pohon atau bayangan awan menjadi kekuatan bisa juga digunakan sebagai kolektor di dalam rumah yang penuh dengan bayangan yang lewat sepanjang waktu. Mereka juga dapat berfungsi ganda sebagai sensor dan pencatat bayangan dan gerakan yang melewatinya yang dapat digunakan dalam aplikasi perangkat rumah pintar.
Sekali lagi yang ini masih jauh dari apa pun yang praktis, masih sangat banyak perlu dikerjakan di lab tetapi itu konsep yang sangat unik. Yang kita pikirkan sekarang lompat ke komentar dan beri tahu saya apa yang Anda pikirkan . Saya tunggu !
