Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) adalah solusi utama energi terbarukan. Dengan energi matahari yang melimpah, PLTS memiliki potensi besar untuk menggantikan energi fosil. Namun, tantangan terbesar adalah efisiensi PLTS yang masih rendah. Sel surya konvensional hanya mampu mengonversi sekitar 15-20% energi matahari menjadi listrik (Green et al., 2021).

Beberapa teknologi baru, seperti solar tracker dan material perovskit, telah membantu meningkatkan efisiensi PLTS. Selain itu, penyimpanan energi menjadi solusi penting untuk memastikan kestabilan daya. Dengan inovasi ini, efisiensi sistem PLTS dapat meningkat, menjadikannya lebih andal dan efektif.

Baca juga Pengembangan dan Optimasi Hybrid Renewable Energy Systems (HRES) untuk Meningkatkan Efisiensi Energi.

ISI ARTIKEL

1. Desain dan Material Sel Surya untuk Meningkatkan Efisiensi PLTS

Desain sel surya adalah kunci utama dalam meningkatkan efisiensi PLTS. Dua pendekatan utama telah terbukti efektif:

• Penggunaan Material Perovskit: Material ini mampu meningkatkan efisiensi hingga 25% dalam pengujian laboratorium (Kojima et al., 2009). Namun, stabilitas material masih menjadi tantangan besar yang perlu diatasi dengan teknik pelapisan khusus (Wu et al., 2014).
• Teknologi Tandem: Teknologi ini menggunakan beberapa lapisan material untuk menyerap lebih banyak spektrum cahaya. Dengan efisiensi lebih tinggi, teknologi ini berpotensi menggantikan sel surya silikon konvensional (Polman et al., 2016).

Desain struktural, seperti sel surya tandem dan multijunction, juga meningkatkan penangkapan cahaya. Inovasi ini mendukung pengembangan PLTS yang lebih efisien di masa depan.

2. Solar Tracker: Teknologi Kunci dalam Efisiensi PLTS

Solar tracker memainkan peran penting dalam meningkatkan efisiensi PLTS. Teknologi ini memungkinkan panel surya mengikuti pergerakan matahari sepanjang hari, sehingga memaksimalkan penangkapan energi.

• Pelacak Satu Sumbu: Sistem ini lebih sederhana dan efektif untuk wilayah dengan sinar matahari konsisten.
• Pelacak Dua Sumbu: Meningkatkan efisiensi hingga 30% dibandingkan sistem tetap. Namun, teknologi ini membutuhkan biaya lebih tinggi dan struktur pendukung yang kuat (Chen et al., 2019).

Solar tracker sangat ideal untuk wilayah tropis seperti Indonesia, di mana intensitas matahari tinggi sepanjang tahun.

3. Sistem Penyimpanan Energi untuk Efisiensi PLTS yang Stabil

Efisiensi PLTS sering terganggu oleh perubahan cuaca. Oleh karena itu, sistem penyimpanan energi menjadi komponen penting.

• Baterai Lithium-ion: Teknologi ini paling umum digunakan karena efisiensinya. Namun, tantangan utama adalah biaya tinggi dan umur pakai yang terbatas (Schmela et al., 2021).
• Baterai Solid-State: Alternatif ini lebih aman dan memiliki umur pakai lebih panjang. Meskipun masih dalam tahap awal, baterai ini menjanjikan.

Dengan integrasi penyimpanan energi yang tepat, efisiensi PLTS dapat terus meningkat, bahkan dalam kondisi cuaca yang tidak menentu.

PERMASALAHAN DAN SOLUSI

1. Stabilitas Material Sel Surya: Material seperti perovskit membutuhkan perlindungan ekstra dari degradasi. Pengembangan teknik pelapisan dapat menjadi solusi.
2. Biaya Produksi Tinggi: Penurunan biaya dapat dicapai melalui produksi massal dan insentif pemerintah.
3. Kapasitas Penyimpanan Energi: Baterai solid-state menawarkan solusi untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan energi.
4. Integrasi dengan Jaringan Listrik: Smart grid dapat membantu mengintegrasikan energi dari PLTS secara efisien ke dalam jaringan listrik nasional.

KESIMPULAN

Efisiensi PLTS dapat ditingkatkan melalui inovasi material, teknologi pelacak matahari, dan sistem penyimpanan energi. Dengan penerapan teknologi ini, PLTS dapat menjadi sumber energi terbarukan yang lebih efisien dan andal di masa depan.

Ingin mempelajari Power dan Energi, Daftar TE UII sekarang! kunjungi PMB UII.

DAFTAR PUSTAKA

1. Green, M. A., et al. (2021). Solar cell efficiency tables (version 57). Progress in Photovoltaics.
2. Kojima, A., et al. (2009). Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers. Journal of the American Chemical Society.
3. Polman, A., et al. (2016). Photovoltaic materials: Present efficiencies and future challenges. Science.
4. Chen, W., et al. (2019). A review on the solar energy resource assessment and photovoltaic applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews.
5. Schmela, M., et al. (2021). Photovoltaics report. Fraunhofer ISE.

Oleh : Achmad Khoirul Huda