Teknologi Solar PV: Definisi, Jenis, dan Manfaatnya

Pemanfaatan energi matahari sebagai energi bersih alternatif menjadi pilihan yang semakin dilirik penggunaannya. Sistem pembangkit listrik ini menggunakan panel surya atau dikenal juga dengan Solar PV.

Apa Itu Solar PV?

Solar PV (Solar Photovoltaic) adalah teknologi sel surya yang menggunakan bahan semikonduktor untuk menyerap cahaya matahari yang kemudian dikonversi menjadi energi listrik. Panel surya yang terdiri dari sel fotovoltaik akan menyerap cahaya matahari, yang kemudian diubah menjadi arus listrik melalui reaksi elektron di dalam material semikonduktor.

Solar PV terdiri atas dua komponen penting, yaitu elektroda dan semikonduktor. Permukaan elektroda akan menangkap sinar matahari yang kemudian diubah menjadi listrik oleh bagian semikonduktor. Semikonduktor yang digunakan adalah yang dapat menyerap cahaya matahari. 

Sejarah Teknologi PV

Dalam beberapa tahun terakhir, terdapat peningkatan penggunaan energi terbarukan. Solar PV sendiri sudah dikembangkan sejak tahun 1954. Teknologinya sendiri sudah memiliki tiga generasi di antaranya:

Generasi pertama: Wafer-based (crystalline silicon)

Yang sudah dikomersialisasikan dan menguasai sekitar 95% pasar. Ini merupakan jenis PV yang paling banyak digunakan dan memiliki band gap 1,12 eV @300K. 

Umumnya, teknologi ini  menggunakan bahan baku berupa silikon dengan kemurnian tinggi, misalnya pasir kuarsa, yang kemudian direaksikan dengan karbon. Lalu, silikon tersebut dipanaskan dalam tungku bersuhu 1500-2000°C, dan akan menghasilkan Metallurgical Grade Silicon dengan tingkat kemurnian 98.5%. Metallurgical Grade Silicon tersebut kemudian melalui proses panjang hingga mencapai 99.9999%-solar grade silicon.

Generasi kedua: Thin film (CdTe, CIGS, amorphous silicon)

Adalah salah satu teknologi PV yang sudah dikomersialisasikan. Teknologi ini memiliki tingkat efisiensi 22%. Walaupun demikian, ketersediaan bahan baku teknologi PV ini masih terbilang jarang ditemukan di pasaran dan relatif mahal. Maka dari itu, riset bermunculan untuk mencari material baru yang relatif lebih murah, earth-abundant, dan non-toxic.

Generasi ketiga: Ini merupakan generasi terbaru dari teknologi PV, yang meliputi:

Organic PV
Teknologi ini menggunakan material yang lebih murah dan pemrosesan yang lebih sederhana dan tidak memakan biaya yang besar. Salah satunya dengan menggunakan campuran polimer dan bahan baku yang tidak terlalu banyak. Dapat diproses melalui printing. Sel surya yang dihasilkan juga lebih fleksibel.

Dye-Sensitized PV
Merupakan teknologi PV yang menggunakan pewarna organik untuk menyerap sinar matahari dan dapat digunakan baik di dalam maupun di luar ruangan. Selain nilai estetika yang dimiliki, PV jenis ini juga dapat menyerap cahaya alami dan buatan. PV jenis ini memiliki tingkat efisiensi sekitar 12%.

Perovskite PV
PV ini memiliki tingkat efisiensi paling tinggi sekitar 25.7%. Dalam pengoperasiannya, teknologi ini memerlukan biaya yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan jenis PV lainnya. Namun, teknologi ini belum dikomersialisasikan.  

Bagaimana Solar PV Bekerja?

Ada tiga tahapan utama pada PV:

• Penyerapan cahaya oleh bahan aktif
• Pemisahan muatan
• Pengumpulan muatan pada elektroda

Proses ini tidak menghasilkan polusi dan memanfaatkan sinar matahari yang tak terbatas, menjadikannya pilihan ideal bagi kebutuhan energi bersih.

Keuntungan Menggunakan Solar PV

Solar PV menawarkan banyak manfaat, terutama bagi lingkungan dan ekonomi:

1. Ramah Lingkungan: Mengurangi emisi karbon dan polusi udara dibandingkan sumber energi berbahan bakar fosil.
2. Hemat Biaya: Meskipun biaya pemasangan awal cukup tinggi, Solar PV bisa menghemat biaya listrik jangka panjang.
3. Peningkatan Nilai Properti: Bangunan dengan sistem Solar PV cenderung memiliki nilai jual yang lebih tinggi.
4. Keamanan Energi: Dengan Solar PV, kita mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan meningkatkan kemandirian energi.

Jenis-Jenis dan Penggunaannya

Ada beberapa jenis panel Solar PV yang populer:

• Monokristalin: Efisiensi tinggi dan tahan lama, ideal untuk area terbatas.
• Polikristalin: Lebih ekonomis namun efisiensinya sedikit lebih rendah dibandingkan monokristalin.
• Thin Film: Fleksibel dan ringan, cocok untuk proyek skala besar dengan luas area yang memadai.

Masing-masing jenis panel memiliki kelebihan dan kekurangan, dan pilihannya disesuaikan dengan kebutuhan dan anggaran pengguna.

Solar PV di Indonesia

Sebagai negara tropis, Indonesia memiliki potensi energi surya yang besar. Pemanfaatan Solar PV di Indonesia semakin meningkat, baik di sektor rumah tangga, komersial, hingga industri. Pemerintah juga aktif mendorong adopsi Solar PV melalui kebijakan dan insentif yang mendukung pengembangan energi terbarukan. Contoh proyek Solar PV di Indonesia termasuk instalasi pada gedung-gedung komersial, pabrik, pemukiman di berbagai daerah, dan Pembangkit Listri Tenaga Surya (PLTS). Beberapa contoh PLTS di Indonesia adalah:

1. PLTS Ground-mounted 100 MWp
   PLTS ini merupakan kerja sama dari PT PLN (Persero) melalui anak usahanya, PLN Batam bersama PT Aruna Cahaya Pratama (Aruna PV). Berkapasitas 100 Mega Watt Peak (MWp) dan diperkirakan dapat mengurangi emisi sebesar 118.725 ton CO2. Lokasi di Kawasan Industri Kota Bukit Indah (KBI), Kabupaten Purwakarta, Provinsi Jawa Barat.
2. PLTS Terapung Cirata
   PLTS Terapung Cirata adalah Proyek Strategis Nasional yang merupakan kerjasama antara Indonesia dan Uni Emirat Arab. Proyek ini dijalankan oleh subholding PLN Nusantara Power bersama dengan Masdar. Terletak di Waduk Cirata, Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat, pembangkit ini adalah yang terbesar di Asia Tenggara dan ketiga terbesar di dunia dengan kapasitas 192 MWp. Pembangkit ini berperan penting dalam mengurangi emisi karbon, dengan potensi pengurangan sekitar 214 ribu ton karbon setiap tahunnya.
3. PLTS Likupang
   Berkapasitas 21 MWp. Lokasi di Desa Wineru, Kecamatan Likupang Timur, Kabupaten Minahasa Utara, Provinsi Sulawesi Utara.

Tantangan dalam Penggunaan

Selain biaya awal yang tinggi, ada beberapa hambatan lain dalam adopsi Solar PV, seperti:

• Perubahan Cuaca: Efisiensi Solar PV dapat menurun pada hari-hari mendung atau hujan.
• Perawatan Panel: Panel harus dibersihkan secara rutin agar efisiensinya tetap maksimal.
• Regulasi dan Kebijakan: Kebijakan yang belum sepenuhnya mendukung masih menjadi penghambat adopsi Solar PV di beberapa wilayah.

Dengan semakin berkembangnya teknologi dan dukungan regulasi, beberapa dari tantangan ini diharapkan dapat diatasi di masa mendatang. Inovasi terbaru seperti panel dengan efisiensi lebih tinggi dan integrasi dengan sistem penyimpanan energi menunjukkan potensi besar Solar PV di masa depan. Di Indonesia, Solar PV diprediksi akan memainkan peran penting dalam mencapai target bauran energi terbarukan dan mendukung ketahanan energi nasional.

Kesimpulan

Solar PV adalah solusi energi bersih yang memberikan banyak manfaat, baik dari segi ekonomi maupun lingkungan. Dengan potensi besar yang dimiliki Indonesia dalam pemanfaatan energi surya, Solar PV bisa menjadi langkah konkret menuju masa depan energi yang lebih berkelanjutan.

Jika Anda mempertimbangkan untuk beralih ke Solar PV, mulailah dengan berkonsultasi kepada penyedia tepercaya untuk mengetahui sistem yang sesuai dengan kebutuhan Anda. Dukung upaya global menuju energi yang lebih hijau dan ramah lingkungan!