Bisakah sel surya baru dengan efisiensi pemecahan rekor 30.1% mengubah potensi komersial panel surya, tanya James Mckenzie
Panel surya telah ada selama beberapa dekade - faktanya, sekarang menjadi a pandangan umum di rumah-rumah bahkan di sebagian besar negara berawan dan gelap di Eropa utara. Lebih murah dan lebih mudah dipasang daripada sebelumnya, pertanyaannya adalah mengapa panel surya tidak dipasang di setiap rumah? Sebagian besar, itu karena biaya. Konsumen hanya menginginkan pengembalian investasi yang cepat.
Setelah bekerja di sektor dioda pemancar cahaya (LED) selama bertahun-tahun, saya ingat betapa sulitnya meyakinkan orang untuk membeli sesuatu – lampu LED – yang harganya lebih mahal daripada lampu filamen kuno. Mengapa menghabiskan uang ketika Anda tidak mendapatkan pengembalian selama 10 tahun atau lebih? Bola lampu bermodel baru bagus untuk pejuang lingkungan yang berpikiran hijau tetapi tidak untuk penumpang biasa.
Untungnya, efisiensi, biaya, dan kualitas LED meningkat dan konsumen mulai menyadari bahwa pencahayaan LED akan bertahan cukup lama untuk menutup pengeluaran awal. Begitu waktu pengembalian turun di bawah lima tahun, segalanya benar-benar mulai berjalan. Faktanya, pencahayaan LED saat ini dapat memberikan lebih dari 100 lumen per watt (dua kali lipat untuk produk kelas atas) yang berarti ini adalah satu-satunya pilihan praktis – dengan pengembalian dalam beberapa bulan.
Selektif larangan sumber cahaya yang tidak efisien membantu, tentu saja, tetapi LED berhasil karena kemajuan teknis ditambah dengan skala ekonomi. Jadi, apakah hal yang sama akan terjadi pada panel surya? Di Inggris, pemerintah memulai sesuatu pada tahun 2010 dengan feed-in-tariff (FiT). Siapa pun yang memasukkan listrik yang dihasilkan oleh panel surya ke dalam jaringan akan diberikan pembayaran sebesar 41.3 p/kWh (pence per kilowatt hour) – pada saat listrik sekitar 10 p/kWh. Tarif menyebabkan banyak orang memasang panel surya fotovoltaik (PV), dengan instalasi meningkat dari 140,000 pada tahun 2011 menjadi 1.2 juta pada akhir tahun lalu.
Keuntungan efisiensi
Kembali pada tahun 2010, panel PV surya komersial berbasis silikon dengan efisiensi biasanya 15%. Jika Anda membelinya dari pabrikan terkemuka, beberapa panel dapat bertahan selama puluhan tahun, yang cukup lama untuk mencapai pengembalian investasi. Tetapi sebagai laporan tahun 2020 dari Badan Energi Terbarukan Internasional ditemukan, biaya PV surya secara global turun 82% antara 2010 dan 2019, dengan efisiensi panel sekarang mendekati 22%.
Faktanya, semua energi terbarukan telah turun harganya, termasuk angin darat dan lepas pantai serta tenaga surya terkonsentrasi, dengan tenaga surya turun 13% selama 2019 saja menjadi lebih dari 5 p/kWh. Meskipun pergolakan ke sektor surya Inggris berikut berakhirnya FiT tahun 2017-2018, Inggris kemungkinan akan memasang lebih dari 1 GW PV surya pada akhir tahun 2022 menurut fisikawan Finlay Colville, kepala riset pasar di Media Surya.
Selain itu, indikasi menunjukkan bahwa Inggris dapat memiliki total 40 GW PV surya yang dipasang pada tahun 2030 di atap rumah dan kantor serta di panel surya yang dipasang di darat. Awal tahun ini sebagai bagian darinya Rencana Keamanan Energi, pemerintah Inggris juga akan berupaya meningkatkan kapasitas tenaga surya Inggris saat ini sebesar 14 GW, yang diperkirakan dapat tumbuh hingga lima kali lipat pada tahun 2035.
Biaya adalah kuncinya. Rekor dunia untuk efisiensi sel surya saat ini 47.1%, yang dicapai pada tahun 2019 oleh staf di AS Laboratorium Energi Terbarukan Nasional, yang membangun enam sel surya konsentrator persimpangan dari berbagai bahan di bawah penerangan 143 Matahari. Tidak ada sel surya yang bisa seefektif silikon lama yang bagus, tetapi panel surya "tandem" baru, diluncurkan baru-baru ini Konferensi Dunia tentang Konversi Energi Fotovoltaik di Milan, bisa menjadi pengubah permainan, memiliki efisiensi 30.1% hanya di bawah satu pencahayaan Matahari.
Sel baru bisa menjadi pengubah permainan, memiliki efisiensi 30.1% hanya di bawah satu pencahayaan matahari
Dikembangkan oleh tim dari berbagai universitas dan institut di Belanda, sel menggabungkan sel silikon konvensional dengan sel yang terbuat dari perovskit, memungkinkannya mengeksploitasi sebagian besar spektrum matahari. Itu karena bagian silikon bekerja dengan baik dengan cahaya tampak dan inframerah, sedangkan perovskit lebih baik dengan sinar ultraviolet dan cahaya tampak. Perovskit juga memungkinkan lebih dari 93% cahaya inframerah dekat mencapai sel silikon.
Banyak tim di seluruh dunia sedang mengerjakan sel tandem, termasuk perusahaan Inggris Oxford PV. Dengan melapisi sel silikon biasa dengan film perovskit tipis, ia memilikinya mencapai efisiensi sebesar 29.52% pada tahun 2020, dengan perusahaan mengatakan bahan perovskite sintetiknya terjangkau dan berkelanjutan. Dengan pabrik sudah dibangun, Oxford PV bermaksud menjadi perusahaan pertama yang menjualnya sel surya generasi berikutnya. Produk awal, yang dirancang untuk atap perumahan, akan menghasilkan daya 20% lebih banyak dari jumlah sel yang sama.
Masa depan yang cerah
Tenaga surya memiliki banyak potensi, dengan 87% negara di dunia mampu memberi daya sendiri menggunakan kurang dari 5% lahan mereka. Seperti yang ditunjukkan Elon Musk, AS dapat melakukan pekerjaan itu hanya dengan beberapa ratus kilometer panel surya di sudut kecil Utah. Tetapi Inggris bukanlah salah satu dari negara-negara yang beruntung itu: 12.5% dari seluruh negara harus diselimuti panel surya untuk menyalakannya sendiri. Itu banyak mengingat hanya 6% dari negara yang dibangun.
Oleh karena itu, PV surya akan menjadi bagian dari campuran tetapi bukan keseluruhan solusi. Kita perlu meningkatkan efisiensi sel surya sambil tetap membatasi biaya produksi, inverter, dan biaya pemasangan untuk benar-benar mendorong penggunaan. Rumah empat orang rata-rata di Inggris saat ini membutuhkan sekitar 16 panel surya yang beroperasi dengan efisiensi sekitar 20% untuk menyalakannya sendiri. Mengingat rendahnya tingkat sinar matahari di Inggris, aturan praktis hingga saat ini adalah bahwa panel surya membutuhkan waktu 11-14 tahun untuk membayar sendiri.
Tetapi menurut beberapa perkiraan, pengembalian panel surya sekarang hanya empat tahun dan perbaikan lebih lanjut dapat mempersingkat waktu itu bahkan lebih. Dengan meroketnya harga energi dan krisis biaya hidup, tampaknya waktu untuk PV surya akhirnya tiba.
