Panel surya musuh terbesar adalah debu kata peneliti


Green | 5 April 2021

Lapisan debu  yang mengendap di kaca depan mobil mudah dihilangkan.
Menghapus lapisan itu dari panel surya - terutama yang lokasinya tidak baik seperti kelembaban mana pun akan membutuhkan lebih banyak pekerjaan.

Instalasi tenaga surya dengan panel VP, operator dapat menghitung kendala.
Kecerahan sinar matahari dan cuaca, luas lahan, produksi listrik dari panel dapat diperkirakan
Debu bukan hal utama, tapi tidak dapat diperhitungkan secara pasti atas dampak penurunan panel surya.
Yang dimaksud cahaya matahari akan terhalang debu, dan panel tidak efisien menghasilkan listrik. Bagi penguna rumah dan kantor mungkin tidak berdampak besar.
Di industri, penurunan 5% akan menurunkan pasokan 5% total energi yang dihasilkan dari situs pembangkit energi surya termasuk berkurangnya pendapatan operator.

Akumulasi debu, jelaga, atau partikulat lainnya menyebabkan penurunan tingkat efisiensi panel fotovoltaik (PV), yang berarti penurunan jumlah daya yang dihasilkan dan hilangnya penjualan listrik dari operator. Selain kerugian jangka panjang, membersihkan panel surya juga butuh biaya.

Penelitian yang sedang berlangsung di National Renewable Energy Laboratory (NREL) tentang "Soiling" tertutupnya debu pada permukaan PV. Tim nencari solusi yang mungkin dapat dilakukan serta dampak dengan kalkulasi kerugian.
Termasuk teknologi nantinya dapat dipatenkan untuk mengatasi masalah dan menyediakan peta di mana tingkat debu menjadi masalah terbesar.

Mengotori Masalah dari Awal
Sejak tenaga surya pertama kali diterima secara luas beberapa dekade lalu, para ilmuwan bekerja keras untuk meningkatkan efisiensi panel PV dan menurunkan biaya produksi listrik dari matahari. Teknologi panel surya semakin efisien, ukuran kecil dapat memberikan energi lebih besar.
Itu tugas besar setidaknya sekarang sudah dapat dinikmati masyarakat dengan harga panel yang murah tapi jauh lebih baik dari generasi pertama.

Sekarang, tenaga surya sudah meningkatkan persentase kebutuhan listrik biaya rendah, tapi para peneliti beralih ke masalah sekunder lainnya. Dinamai faktor X.



“Kita sudah berhasil,” kata Matthew Muller, seorang insinyur di NREL yang berspesialisasi dalam keandalan dan kinerja PV.
Tapi tenaga surya kehilangan energi ketika tenaga surya ditempatkan di lokasi berdebu.

Energi yang hilang setiap tahun dari tertutupnya kaca panel surya mencapai 5% di beberapa bagian Amerika Serikat hingga 50% di wilayah Timur Tengah.
Hujan dan angin cukup untuk menyapu debu dari panel PV, kata Lin Simpson, yang bekerja bersama Muller.
Keduanya bekerja sebagai peneliti bersama di NREL untuk penelitian yang didanai Departemen Energi sebesar $ 6 juta untuk meneliti tingkat debu pada panel surya dari 2016 - 2019.

Namun tidak seperti yang kita bayangkan, panel surya akan dibersihkan dengan air hujan.
Panel PV mendingin di malam hari dan menarik embun ketika pagi, debu tersebut terbentuk dari proses sementasi.
Kotoran secara harfiah seperti di semen ke panel, membuat kotoran seakan mengeras di seluruh permukaan panel.

Penelitian ini bukan hanya debu di perkotaan, tapi di berbagai wilayah.
Tergantung di daerah mana pemasangan panel, dan jenis mineral apa yang menutup permukaan panel kata Simpson ilmuwan senior NREL
Setelah kotoran menjadi keras, lebih sulit dibersihkan. Walau terjadi hujan deras tidak mampu menghilangkannya.

Sebuah pembangkit tenaga surya dengan kekuatan 10MW, dapat menyediakan listrik sampai 2000 rumah.
Untuk merawat semua panel, dibutuhkan biaya $5.000.
Penelitian yang dihitung berada di area California, Central Valley, disana panel surya dapat kotor dan tingkat hujan yang rendah. Itu daerah yang cukup bersih, tapi kotoran yang menempel di permukaan kaca panel surya ternyata berbeda beda.

Sebuah panel surya dirancang bekerja antara 25-30 tahun.
Perbaikan teknologi memperpanjang usia panel sampai 50 tahun.
Berinvestasi dengan fasilitas besar harus memperhitungan berbagai faktor.
Dari berapa energi yang diberikan dan diproduksi, biaya energi yang dapat dijual.
Perusahaan dapat menghitung apakah investasi mereka memiliki keuntungan dan menekan kendala selama pengoperasian.

Panel surya yang kotor menjadi salah satu faktor yang diperhitungkan.
Tapi tidak dapat dihitung secara akurat.

Bila dibiarkan, panel tidak lagi menghasilkan energi optimal. Membuat perusahaan harus memasukan faktor tersebut lebih detil, termasuk resiko ketika menentukan lahan untuk pembangkit panel surya.



Sejauh ini operator pembangkit surya belajar dari skala utilitas berdasarkan "Pengalaman".
Misal berapa kali panel harus dibersihkan di satu tempat. Dan mengukur berapa besar hilangnya energi, serta biaya untuk membersihkan.
Industri mencari data yang baik, agar mereka tahu resiko kedepan, dibanding tidak mengetahui sama sekali faktor hilangnya energi dari panel yang kotor.
Mendapatkan angka dari pengalaman ternyata tidak akurat juga. Bisa kurang dan bisa lebih, dampaknya akan menentukan harga jual listrik ke masyarakat.

Muller dan para peneliti Spanyol mengunakan pendekatan berbeda, sebuah sensor yang ditempatkan di sebuah kaca depan panel surya.
Dari sana sensor mengunakan lampu LED dan dihitung berapa banyak kotoran yang menumpuk dan membandingkan transmisi yang menurun melintas kaca panel surya.

Teknologi tersebut dinamai DUSST - Detector Unit for Soiling Spectral Transmittance
Dari nilai yang di dapat, nantinya operator dapat memasukan faktor X yang diterima berdasarakan data alat sensor tersebut.
Bahwa sebagian panel telah kehilangan daya untuk menghasilkan energi, dan perlu dibersihkan.

REL researcher Matthew Muller looks over the DUSST

Teknologi lain dengan stasiun kontrol
Sensor dipasang pada panel dan dibersihkan dengan baik, panel kedua dibiarkan kotor.
Perbandingan kedua panel dapat memperkirakan angka kerugian dengan asumsi operator listrik tidak membersihkan panel
Tetapi cara dengan perbandingan kedua tidak terlalu akurat, tidak semua panel mendapatkan kotoran yang sama.
Angka bisa saja salah, mungkin operator tidak perlu membuang biaya untuk membersihkan. Atau sebaliknya dana seharusnya dikeluarkan untuk pekerja yang membersihkan tapi tidak di dapat dari angka perbandingan ini.

Peneliti Deceglie dan Muller telah membantu mengembangkan algoritme yang memungkinkan perkiraan pengotoran yang lebih akurat.
Mereka pertama kali mengembangkan algoritma Stochastic Rate and Recovery (SRR), dan baru-baru ini Deceglie bekerja dengan peneliti Åsmund Skomedal untuk mengembangkan metode CODS atau perhitungan gabungan.
Memungkinkan pengguna secara bersamaan memperkirakan pengotoran dan degradasi alami panel PV.
Kedua algoritma cukup mengambil data produksi energi dari sistem PV.
Tim NREL membuat analisa SRR dan CODS tersedia secara gratis sebagai bagian sistem RdTools nanti.

Menggabungkan perhitungan SRR atau CODS dengan informasi dari stasiun analisa debu harus memberikan gambaran yang paling lengkap, kata Deceglie. “Saya pribadi senang dengan kedua sumber data digunakan bersama-sama sehingga kita dapat memanfaatkan kekuatan masing-masing dan mendapatkan gambaran yang sangat baik frnhsn apa yang terjadi di sebuah area pembangkit listrik surya”

Lingkungan Perkotaan Mendapat Pandangan
Penelitian lain Sarah Toth mengunakan pendekatan dengan memasang dua sensor silikon murah di kawasan industri yang jauhnya 4,5km dari pusat kota Denver.
Satu sensor secara otomatis dibersihkan setiap hari; yang lainnya, tidak pernah dibersihkan.

Satu tahun berlalu, Toth menemukan bahwa mendapat angka akurat dari memodelkan rasio kekotoran berdasarkan akumulasi partikulat dan curah hujan.
Dia juga menemukan bahwa hujan secara alami dapat menyapu sebagian besar partikel debu kasar, dan hal lain debu berbeda cenderung menempel di permukaan.

Di kota bahan materialnya berbeda kata Toth seorang Ph.D pakar teknik lingkungan universitas Colorado yang bekerja sama dengan NREL 2017.
Partikel di kota adalah partikel halus tapi lengket, berbeda dengan partikel yang ditemukan di gurun yang tidak banyak mengandung bahan kimia.

Sarah Toth stands next to a PV tracking system at NREL



Toth, telah menggunakan percobaan dengan sensor debu di Los Angeles, mengatakan penelitiannya menunjukkan perawatan pembersihan yang berbeda diperlukan untuk efektif menghilangkan materi partikel dan partikel halus bagi oanel di perkotaan.
Apa yang ditemukan dalam beberapa tahun, ada kontaminasi di permukaan yang tidak dapat dihilangkan.
Berapapun anda sudah berupaya mengosok tapi tidak akan hilang, kecuali mengosok dengan kuat seakan mengaruk kaca panel.

Muller mengatakan penelitian mereka masih jalan panjang.
Ada strategi untuk melapis permukaan kaca dengan hidrofobik agar dapat menolak air.
Memungkinkan sebuah panel dipasang dengan posisi miring, maka debu dan air akan mengalir turun.
Tetapi beberapa instalasi mengunakan sudut tidak terlalu miring bahkan hampir horizontal. Bahan tersebut tidak akan berfungsi.

Solusi yang sudah dilakukan di berbaga area dengan robot otonom. Dilengkapi sikat yang berputar seperti dipasang di lahan pembangkit Timur Tengah untuk membersihkan kaca.
Sistem robot mampu membersihkan panel, tetapi harus dilakukan setiap 2 hari sekali.
Bila tidak akan memunculkan semen kotoran yang semakin sulit dibersihkan.
Jamur akan muncul di area kelembaban tinggi, dan jamur tidak mudah dibersihkan kecuali dengan bahan kmia dan tekanan untuk mengupas mereka.

Untuk industri masih menjadi masalah dalam meningkatkan energi yang dihasilkan panel surya mereka.
Tapi debu hal yang sangat sederhana ternyata berdampak jauh ke depan, dimana kemampuan energi yang dihasilkan akan turun berjalan dengan waktu.

Berita terkait
Membangun pembangkit dari cahaya matahari tidak semudah yang kita bayangkan. Untuk skala industri dirancang sebuah sistem untuk mengoptimalkan produksi listrik. Bila di rumah dipasang panel surya pada bagian atap dan panel berada di posisi tetap. Industri tidak demikian. Bagaimana industri merancang panel surya agar menghasilkan listrik paling optimal.

Ketika listrik padam, rumah Rosa tetap menyala. Bahkan dijuluki sebagai rumah kunang kunang karena dirumahnya saja yang masih bersinar. Sering mengalami pemadaman listrik, Rosa akhirnya memasang instalasi panel surya. Biaya listrik perbulan turun, bahkan hanya membayar 5% dari biasanya.



Sebuah sekolah di Denmark memasang 12 ribu panel solar cell. Menyediakan hampir separuh kebutuhan listrik untuk sekolah sendiri.setiap tahun. Luas sekolah mencapai 25 ribu meter persegi, sedangkan panel dipasang di dinding dan atap gedung seluas 6 ribu meter.

Pembangkit matahari dengan panel surya terbesar ada di India dan China. Mengalahkan pembangkit negara lain, India masih menduduki nomor satu untuk pembangkit di satu tempat. Setelah proyek Ningxia selesai, maka China memegang rekor pembangkit sinar matahari terbesar di dunia dan meninggalkan negara maju lain.

Sangat banyak energi di bidang hidrokinetik, cukup menempatkan turbin di air. Walau gerakan aliran air yang lambat dapat menghasilkan power dari turbin mini. Idenya untuk pembangkit mini di tempat kemah, atau komunitas kecil dimana tidak memiliki aliran listrik

Kota Texas malah kelebihan listrik, karena disana memiliki instalasi listrik tenaga angin. Dibanding kota lain, Texas memiliki pembangkit listrik tenaga angin lebih banyak. Apa yang dilakukan dengan surplus listrik disana. Perusahaan listrik memberikan listrik Gratis.




No popular articles found.