Memanen Matahari di Laut Lepas: Menjinakkan Semprotan Garam dan Badai untuk Tenaga Surya Lepas Pantai

Bayangkan sebuah pembangkit listrik tenaga surya yang naik dan turun mengikuti arus pasang surut, panel-panelnya didinginkan oleh laut di bawahnya, menghasilkan listrik sementara ombak menghantam pelampungnya. Ini bukan konsep futuristik-ini sudah menjadi kenyataan. Pada bulan Juli 2025, Sinopec menugaskan proyek PV lepas pantai terapung komersial pertama di Tiongkok di lingkungan-air laut penuh di lepas pantai Qingdao. Pembangkit berkapasitas 7,5 MW, dengan luas 60.000 meter persegi, menunjukkan keunggulan luar biasa: berkat efek pendinginan air laut, efisiensi pembangkitan listriknya sebenarnya 5-8% lebih tinggi dibandingkan instalasi serupa di darat.

Membangun pembangkit listrik tenaga surya lepas pantai tidak semudah hanya memasang panel pada perangkat terapung, karena pembangkit listrik tenaga surya beroperasi di salah satu lingkungan paling keras untuk produksi energi surya: laut. Menurut Van Hua (Manajer Proyek, SGS, organisasi sertifikasi/pengujian terkemuka), "Ada banyak tantangan yang terus-menerus perlu dipertimbangkan ketika membangun panel tenaga surya lepas pantai seperti korosi semprotan garam, kelembapan/kelembaban tinggi, suhu ekstrem, angin kencang, tekanan mekanis, dan paparan sinar UV". Sambil terus melakukan pengembangan lebih lanjut di lepas pantai, para insinyur terlibat dalam perjuangan diam-diam melawan korosi, kelembapan, dan biofouling; pertempuran ini akan menentukan apakah tenaga surya lepas pantai dapat menghasilkan potensi penuhnya.

 

 

Untuk memahami betapa sulitnya panel surya beroperasi di laut, pikirkan apa yang terjadi pada instalasi tenaga surya lepas pantai pada umumnya. Misalnya, panel surya terus-menerus tertutup-kabut air yang mengandung garam. Tingkat kelembapan hampir 100%. Gelombang menghantam struktur terapung dan jangkar yang menahannya. Permukaan bawah air dari pelampung dan struktur apa pun yang terendam akan dikonsumsi oleh kehidupan laut yang mencari tempat untuk menempel. Dan semua ini harus dilakukan sambil menyediakan listrik yang andal dari panel surya setidaknya selama 25 tahun!

Korosi adalah ancaman utama. Air asin merupakan elektrolit yang sangat baik, mempercepat reaksi elektrokimia yang menggerogoti rangka logam, konektor, dan struktur pemasangan. Namun kerusakannya lebih dalam. Dalam pengujian semprotan garam standar yang dilakukan untuk sertifikasi kelautan, komponen harus tahan terhadap paparan kabut garam Level 8-di antara klasifikasi paling parah . Tanpa perlindungan yang tepat, korosi dapat menyusup ke kotak sambungan, menurunkan kontak listrik, dan pada akhirnya menyebabkan kegagalan sistem.

Masuknya kelembapan juga sama berbahayanya. Uap air dapat menembus enkapsulan modul, menyebabkan potensi-degradasi yang diinduksi (PID) dan korosi pada metalisasi sel. Selama ekspedisi mendayung Atlantik barat ke-44, di mana SGS menguji panel surya yang ditujukan untuk-penggelaran di laut terbuka, para insinyur menyimulasikan-skenario terburuk dengan merendam seluruh panel dalam air asin konduktif sambil menerapkan tegangan tinggi. Tujuannya: memastikan bahwa meskipun gelombang menyapu sistem, tidak ada kebocoran listrik yang berbahaya.

Biofouling merujuk pada penumpukan-organisme laut, seperti teritip dan ganggang, pada permukaan yang terendam. Biofouling tidak hanya menambah beban berlebih dan tekanan pada struktur terapung; itu juga dapat menaungi panel atau menyebabkan korosi lokal. Secara tradisional, cat antifouling yang digunakan untuk memerangi biofouling biasanya dibuat dari biosida yang menyebabkan berbagai dampak negatif pada ekosistem laut dan menciptakan kontradiksi lingkungan untuk proyek-proyek yang dipasarkan sebagai cat ramah lingkungan.

Untuk menghadapi tantangan ini, produsen secara mendasar memikirkan kembali cara pembuatan modul surya. Modul lepas pantai Seri HT HY SOLAR, yang telah mendapatkan sertifikasi 2PfG 2930/02.23 dari TÜV Rheinland-standar pertama di dunia untuk-keandalan sistem PV dekat pantai-menggabungkan perlindungan berlapis.

Kaca depan dilapisi-lapisan anti-lapisan ganda yang tidak hanya meningkatkan transmisi cahaya namun juga menciptakan penghalang terhadap masuknya kelembapan. Rangka aluminium, biasanya dianodisasi dengan standar AA10 untuk instalasi di darat-, ditingkatkan menjadi AA20, yang secara efektif menggandakan ketebalan lapisan oksida pelindung. Untuk enkapsulan-polimer yang mengikat sel ke kaca-produsen beralih dari struktur EVA standar ke struktur EPE+EPE, yang menawarkan resistivitas volume dan sifat penahan kelembapan yang unggul.

Konektor, yang seringkali merupakan mata rantai terlemah di lingkungan laut, mendapat perhatian khusus. Cincin-segel ganda, sumbat pelindung, dan pipa-penyusut dingin menciptakan penghalang berlebihan terhadap air dan kabut garam. Beberapa desain menggunakan gel hidrofobik yang secara fisik menghalangi kelembapan mencapai kontak listrik.

Selain bangunan terapung itu sendiri, bangunan terapung juga memerlukan beberapa teknologi inovatif. Misalnya, TECNALIA (sebuah pusat penelitian) dalam proyek PV Natursea-membuat struktur terapung yang terinspirasi oleh desain daun teratai, meskipun struktur tersebut dibuat dari beton ramah lingkungan-berperforma sangat tinggi-yang memiliki jejak karbon jauh lebih rendah. Struktur terapung ini juga memiliki lapisan antifouling berbasis bio-yang terbuat dari senyawa yang berasal dari biomassa yang akan melindungi terhadap biofouling tanpa menggunakan biosida beracun. Pada bulan Desember 2025, prototipe-skala penuh dari struktur terapung ini dipasang di pusat penelitian kelautan Mutriku TECNALIA (satu-satunya fasilitas sejenis di dunia) untuk memvalidasi kinerja struktural, ketahanan, dan efisiensi energi struktur terapung dalam kondisi laut sebenarnya.

Pemilihan material hanyalah setengah dari perjuangan. Para insinyur juga memikirkan kembali bagaimana sistem dikonfigurasikan untuk meminimalkan paparan dan memaksimalkan umur panjang.

Terdapat peningkatan jumlah teknologi enkapsulasi yang tersedia, karena banyak yang menjajaki penggunaan silikon sebagai senyawa pot, yang memungkinkan isolasi lengkap pada perangkat elektronik sensitif. Produsen juga mendesain ulang kotak persimpangan agar dilengkapi dengan segel kedap air, sistem drainase bawaan, dan wadah tahan korosi.

Opsi potensial lainnya untuk komponen yang terendam adalah sistem proteksi katodik (CP) yang digunakan dalam industri pelayaran untuk mencegah korosi. Sistem CP beroperasi dengan menghubungkan bagian logam yang terendam ke anoda korban yang terbuat dari seng atau aluminium sehingga logam yang terendam akan terkorosi (dan dengan demikian terlindung dari korosi oleh) anoda korban, dan anoda korban akan larut seiring berjalannya waktu.

Sistem Penahan dirancang untuk menahan dan menopang struktur terendam yang terletak di dasar laut. Kapasitas penahan jangkar telah diuji dalam kondisi angin dengan tingkat 13 (ketinggian topan) dan rentang pasang surut 3,5 meter, serta mengurangi keseluruhan biaya pembangunan bila dibandingkan dengan pondasi tiang tetap sekitar 10%.

Sebelum tata surya lepas pantai dapat digunakan, tata surya tersebut harus dibuktikan terlebih dahulu di laboratorium. Protokol pengujian untuk panel ekspedisi 44west bersifat instruktif:

Inspeksi visualmemeriksa retakan, delaminasi, atau cacat penyegelan yang dapat menjadi titik masuk korosi

Pengujian ketahanan isolasimemverifikasi bahwa tidak ada arus berbahaya yang dapat bocor dari sirkuit internal ke rangka

Pengujian arus bocor basahmerendam panel di air asin sambil menerapkan tegangan tinggi, menyimulasikan-kondisi laut terburuk

Pengujian korosi kabut garammemaparkan komponen pada kabut garam pekat untuk waktu yang lama

Pengujian beban mekanismenegaskan struktur tersebut dapat menahan angin, gelombang, dan getaran

Hasil dari pengujian yang ketat membangun keyakinan bahwa tenaga surya lepas pantai dapat memenuhi janjinya. Seperti yang diungkapkan Van Hua, "Memastikan kualitas dan daya tahan panel surya membantu memperpanjang masa pakai produk, mengurangi tingkat kegagalan, dan menurunkan biaya keseluruhan sistem energi ramah lingkungan".

Menyadari pentingnya energi surya lepas pantai, badan standardisasi Tiongkok berupaya untuk menetapkan pedoman teknis yang jelas. Upaya nasional yang sedang berlangsung untuk menciptakan "Spesifikasi Teknis Pengendalian Korosi pada Sistem Fotovoltaik Lepas Pantai", yang terutama dikembangkan oleh Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute, kini sedang berlangsung. Inisiatif ini melibatkan berbagai pakar industri seperti LONGi, Huawei dan beberapa lembaga penelitian yang berkontribusi dalam pembentukan Proyek Standardisasi Nasional ini dan selanjutnya akan dikembangkan menjadi dokumen yang akan segera diterbitkan.

Tenaga surya lepas pantai sedang berubah dari ide eksperimental menjadi industri yang sah, dengan proyek tenaga surya lepas pantai kini beroperasi dan standar yang lebih ketat mulai diterapkan. Proyek Sinopec menghasilkan 16,7 juta kWh energi terbarukan setiap tahunnya dan menghilangkan 14.000 ton emisi karbon dari atmosfer dan berencana untuk meningkatkan kapasitasnya menjadi 23 MW.

Meskipun terdapat banyak tantangan yang harus dihadapi wilayah pesisir akibat paparan air asin, badai, dan angin; melalui materi inovatif; desain cerdas; dan pengujian ekstensif, industri tenaga surya telah mengembangkan cara agar berhasil memanfaatkan energi matahari di pertemuan daratan dan lautan. Hasilnya, tenaga surya telah membuka sumber daya baru yang terbarukan untuk mendukung hingga 71% permukaan bumi yang ditutupi oleh lautan.