Bagaimana Energi Tenaga Surya Bekerja?
02.06.2026
Oleh Denie Kristiadi | Published 21-07-2021
DAFTAR ISI ARTIKEL
Panel surya di atap Anda bukanlah perangkat yang sempurna. Panel surya terdiri dari sel surya individu, di mana sinar matahari diubah menjadi listrik dan ada sedikit ruang di antara setiap sel. Jadi bagaimana jika Anda dapat mengambil cahaya yang mengenai ruang kosong tersebut dan menggunakannya kembali untuk menghasilkan lebih banyak energi? Dan yang lebih keren lagi, bagaimana jika Anda bisa melakukannya dengan menggunakan pelangi?
CATATAN PENTING
Ruang Kosong Sumber Energi Tambahan
Para peneliti di University of Arizona telah menciptakan sistem holografik yang dirancang untuk mengurangi efisiensi yang hilang di panel surya karena titik-titik kosong di antara sel-sel. Kolektor cahaya holografik dimasukkan ke panel surya tepat di atas ruang kosong dengan cara sinar matahari melewati kolektor ini kemudian membelah menjadi warna ROYGBIV-nya (karena hanya panjang gelombang cahaya tertentu yang paling banyak digunakan untuk sel surya, dalam kasus khusus ini yang menghasilkan cahaya kuning hingga merah). Warna-warna yang berguna kemudian dipantulkan kembali ke atas dari kaca yang menutupi panel, kemudian turun ke sel surya itu sendiri.
Sedikit cahaya ekstra ini, kata para ilmuwan, dapat membuat perbedaan besar dalam industri surya.
“Jika Anda bertanya kepada insinyur sel surya dan fisikawan, jika mereka mendapatkan sedikit saja peningkatan kinerja, berarti penelitian mereka berhasil,” kata Raymond Kostuk, seorang profesor teknik listrik dan komputer dan optik sains di Universitas Arizona.
Dengan menambahkan hologram, Kostuk dan rekan-rekan ilmuwannya mampu meningkatkan kinerja panel hingga hampir 5 persen. Sistem energi tenaga surya hipotetis yang biasanya menghasilkan 100 kilowatt-jam listrik per tahun dapat mengharapkan tambahan 4,5 kilowatt-jam berkat pelangi.
“Mengekstraksi lebih banyak energi listrik dari sistem dengan metode optik, saya pikir, memiliki potensi hasil yang sangat tinggi untuk banyak sistem ini,” kata Kostuk.
Kostuk, bersama dengan mahasiswa PhD Jianbo Zhao dan Benjamin Chrysler, mempublikasikan hasil mereka di Journal of Photonics for Energy. Peningkatan efisiensi dengan sistem holografik dapat bergantung pada beberapa faktor, yang paling penting adalah jumlah sebenarnya dari ruang kosong pada panel surya tertentu. Ini dapat bervariasi tergantung pada spesifikasi desain dan proses pembuatan panel, kata Kostuk, tetapi kadang-kadang bisa mencapai 10 persen.
Peningkatan 5 persen mungkin tidak terdengar banyak, sampai Anda mulai merenungkan berapa banyak panel surya yang digunakan di luar sana, dan berapa banyak lagi yang akan dipasang nantinya. “Jika Anda memikirkan masa pakai panel surya selama 20 tahun, itu lebih banyak menghasilkan energi,” kata Kostuk.
Stuart Bowden, seorang profesor di Arizona State University dan penulis buku tks fotovoltaik online, tidak terlibat dengan penelitian baru ini, tetapi dia setuju bahwa sedikit peningkatan efisiensi akan sangat membantu. Salah satu tantangan komersialisasi, adalah bahwa proses manufaktur seringkali membutuhkan kompromi kecil yang dapat mengurangi keuntungan secara bertahap. “Katakan pengguna panel surya mendapat peningkatan tambahan 3 persen, itu sangat bagus,” katanya.
Kostuk tidak mengharapkan teknologi hologramnya akan muncul di jutaan panel yang di produksi di pabrik. “Jika ingin memasukkan teknologi ini ke dalam jalur produksi, itu akan membutuhkan banyak usaha,” katanya. “Itu tergantung seberapa serius pabrikan dalam mengekstraksi sebanyak mungkin kinerja dari sistem.”
Komponen holografik itu sendiri tidak terlalu mahal. Sebuah perusahaan yang pernah bekerja sama dengan Kostuk, Prism Solar, mampu membuat perangkat serupa dengan harga sekitar dua dolar per meter persegi. Harga murah yang menurutnya tidak akan secara dramatis mengubah biaya produksi panel surya, sebaliknya peningkatan efisiensi yang didapat mungkin tidak cukup untuk mengubah proses manufaktur yang sudah lama ada.
Peningkatan efisiensi dapat menurunkan biaya lain yang terkait dengan tenaga surya. Misalnya, peningkatan 5 persen dalam output listrik berarti Anda membutuhkan lebih sedikit lahan untuk menghasilkan jumlah daya yang sama, atau lebih sedikit kabel dan material rak untuk sistem atap.
Meskipun menurutnya ada banyak potensi untuk meningkatkan panel surya standar, Kostuk juga mengatakan bahwa pasar awal yang lebih baik untuk sistem holografik mungkin ada di beberapa aplikasi energi tenaga surya khusus, seperti yang dikenal sebagai agrivoltaik, di mana tenaga surya dan pertanian digabungkan. Meskipun sistem agrivoltaik belum diluncurkan dalam jumlah besar, Kostuk telah bermitra dengan perusahaan rintisan energi tenaga surya bernama Sunesta untuk mengembangkan gagasan tersebut, dengan sejumlah dana dari National Science Foundation.