Bagaimana Energi Tenaga Surya Bekerja?
02.06.2026
Oleh Denie Kristiadi | Published 03-08-2021
DAFTAR ISI ARTIKEL
Pengunaan energi tenaga surya terus bermunculan di mana-mana. Tapi apa yang terjadi pada sejumlah besar panel surya ketika mereka tidak lagi bekerja secara efisien dan perlu dibuang? Badan Energi Terbarukan Internasional memperkirakan bahwa pada tahun 2050 akan ada 78 juta ton limbah surya di dunia.
CATATAN PENTING
85 persen bahan yang digunakan untuk sel surya dapat didaur ulang, kata peneliti desain dan inovasi berkelanjutan, Lykke Margot Ricard dari Departemen Teknologi dan Inovasi di University of Southern Denmark. Lykke menambahkan jika kita dapat menemukan cara untuk melarutkan laminasi polimer yang sangat kuat antara kaca dan sel surya, maka dimungkinkan untuk mendaur ulang lebih banyak silikon dan kaca, dalam pecahan utuh dan terpisah.
Polimer yang kuat digunakan untuk memastikan bahwa panel surya dapat menahan semua jenis cuaca, tetapi juga tidak memungkinkan untuk memisahkan bagian-bagiannya dalam proses daur ulang. Oleh karena itu, panel surya dihancurkan menjadi potongan-potongan kecil dari bahan campuran yang mengarah ke opsi daur ulang bernilai rendah, jelas Lykke Margot Ricard. Jika logam berat seperti timbal dan kadmium juga dihindari, maka perkiraan Lykke adalah bahwa 95-98 persen dari bahan dapat didaur ulang.
Timbal Beracun dalam Sel Surya
Timbal merupakan logam berat beracun yang terakumulasi di alam dan pada manusia. Itulah sebabnya UE telah melarang timbal di semua produk elektronik dengan satu pengecualian, yaitu sel surya. Menurut situs PV Magazine, panel surya silikon kristal 60-sel, mengandung hingga 12 gram timbal (artikel ini dari Oktober 2019).
Sulit untuk mengatakan berapa banyak produsen yang menggunakan timah saat ini, tetapi UE harus mempertimbangkan apakah masih perlu untuk mengecualikan sel surya dari undang-undang umum yang berlaku untuk elektronik. Saya yakin bahwa sama sekali tidak perlu menggunakan timbal dalam sel surya – setidaknya dalam penyolderan, kata Lykke Margot Ricard.
Dan artikel di PV Magazine mendukungnya; Ada beberapa alternatif yang benar-benar dapat menggantikan timbal, tetapi masalahnya adalah produsen tidak termotivasi untuk mengganti timbal dengan solusi yang lebih mahal, selama itu legal untuk digunakan.
Lykke Margot Ricard menunjukkan bahwa pengecualian dalam undang-undang Uni Eropa berasal dari saat energi tenaga surya harus bersaing dengan bahan bakar fosil dalam hal harga, efisiensi, dan tidak kalah pentingnya, energi terbarukan, yang sangat penting untuk menarik investor.
Kami melihat pergeseran paradigma. Sel surya silikon dirancang agar tahan lama, tetapi ketika kita berbicara tentang ekonomi sirkular dan fokus pada sumber daya alam, kita melihat kebutuhan untuk membuat desain yang berkelanjutan. Maka mungkin saja sel surya tidak bertahan lama – tetapi ini diimbangi oleh fakta bahwa bahannya dapat digunakan dalam produk baru.
Lykke Margot Ricard mengarahkan perhatian pada rekannya, Profesor Morten Madsen. Dia memimpin kelompok riset OPV Group, yang berada di garis depan pengembangan sel surya organik. Para peneliti berharap dalam jangka panjang, sel surya organik akan menggantikan sel surya silikon, sebagian karena berkelanjutan.
Untuk sel surya organik, keberlanjutan adalah aturan dasar yang diulang selama proses pengembangan, Profesor Morten Madsen dari Institut Mads Clausen menekankan: Kami sepenuhnya menghindari logam berat dan bahan beracun. Pada saat yang sama, konsumsi bahan kami jauh lebih kecil dan ketika kami mengembangkan panel surya, kami dapat menggunakan bioplastik atau bahan daur ulang lainnya di substrat tempat sel surya berada.
Dengan rencana jangka panjang, kami bahkan memiliki visi untuk hanya menggunakan bahan yang dapat terurai secara hayati, Morten Madsen menambahkan dan mengatakan bahwa rekannya Vida Engmann telah menerima lima juta kroner dari Yayasan Carlsberg untuk meneliti bahan yang dapat terurai secara hayati.
Karena sel surya organik menyerap cahaya jauh lebih baik, mereka 1000 kali lebih tipis dari sel surya silikon. Selain konsumsi bahan yang lebih sedikit, juga memberikan manfaat estetika. Sel surya organik fleksibel dan dapat dirancang secara bebas sesuai dengan warna dan bentuk. Itu memungkinkan untuk merancang dan mengintegrasikannya ke dalam bangunan – dan bahkan ke dalam jendela tanpa terlihat.
Morten Madsen tidak meragukan bahwa sel surya organik berada dalam kelompok keberlanjutan yang sama sekali berbeda dari sel surya silikon, yang merupakan pemimpin pasar saat ini.
Menurut artikel penelitian dari DTU, sel surya organik memiliki waktu pengembalian energi yang paling rendah, yaitu waktu yang dibutuhkan sel surya untuk menghasilkan energi dalam jumlah yang sama. Dan dari semua teknologi energi hijau, sel surya organik adalah teknologi dengan emisi CO2 terendah per kilowatt-jam. Misalnya, pembuatan sel surya silikon membutuhkan pemanasan hingga lebih dari 1000 derajat. Untuk produksi sel surya organik, suhu tertinggi hanya sekitar 100 derajat, kata Morten Madsen.
Tidak masuk akal untuk menggunakan laminasi polimer dan logam berat untuk mencapai daya tahan 25-30 tahun dalam produk di mana teknologi berkembang begitu cepat, tegas Lykke Margot Ricard. Baik dalam hal umur panjang dan efisiensi, sel surya organik berkembang dengan kecepatan yang luar biasa, dan sudah ada pasar komersial dalam pembuatannya.
Kami bekerja sama dengan beberapa produsen yang saat ini menjual sel surya organik, dan meskipun daya tahannya lebih rendah daripada sel surya silikon, perbedaannya menjadi lebih kecil seiring perkembangan teknologi. Bagusnya lagi, sel surya organik memiliki banyak parameter lain yang bisa menjadi kelebihan, jadi ini juga tentang pemikiran baru tentang apa yang dapat ditawarkan sel surya dalam hal desain, integrasi, dan keberlanjutan, Morten Madsen menekankan.