Apakah Suar Matahari Berdampak pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya?

Energi dari benda yang berputar cepat biasanya menghasilkan semburan ledakan yang disebut Solar Flare dari permukaan Matahari. Jenis ledakan ini terjadi di sekitar Bintik Matahari dan melepaskan radiasi dalam jumlah besar sebagai akibat pelepasan energi magnetis yang tersimpan dengan cepat. Suar Matahari juga menghasilkan Coronal Mass Ejections (CMEs), yang mana sejumlah besar partikel bermuatan terlempar ke ruang angkasa akibat semburan matahari.

Jika Bumi terkena dampak langsung dari salah satu atau keduanya, maka badai geomagnetik akan terjadi di Bumi, yang mengganggu transmisi radio dan satelit dan berpotensi mempengaruhi jaringan listrik.

Semua Suar Matahari diberi sebutan Kelas X-untuk menentukan kekuatannya, sehingga ketika dua Suar Matahari X1.2 terakhir terjadi, banyak pemadaman radio gelombang pendek di seluruh Asia Tenggara dan Australia. Pada tahun 2026, salah satu Solar Flare M5.7 bertanggung jawab mengganggu transmisi/efek radio HF dan menghasilkan CME yang diarahkan ke Bumi. Pengamatan ilmiah menunjukkan bahwa Matahari mungkin "terlambat" untuk Superflare Kelas S-(kekuatan > X10). Kemungkinan terjadinya yang pertama diperkirakan terjadi pada pertengahan tahun 2025 hingga pertengahan tahun 2026.

Bertentangan dengan kesalahpahaman umum, jilatan api matahari tidak memberikan “peningkatan” energi ekstra pada panel surya. Faktanya, radiasi dari suar yang kuat dapat mengganggu sel fotovoltaik, menciptakan ketidakseimbangan muatan yang menurunkan efisiensi sel dan mengurangi produksi listrik.

Namun, ancaman langsung terhadap panel surya-yang berbasis di darat relatif terbatas. Panel surya sendiri hanya mengandung sedikit perangkat elektronik, sehingga memiliki risiko rendah terhadap kerusakan akibat gelombang elektromagnetik atau radiasi suar langsung. Kerentanan sebenarnya terletak pada hal lain.

Untuk susunan surya-yang berbasis ruang angkasa - pada satelit dan pesawat ruang angkasa - ceritanya berbeda. Proton-energi tinggi dari jilatan api matahari dapat menyebabkan penurunan fungsi langkah-secara tiba-tiba dalam keluaran array. Penelitian telah menunjukkan bahwa semburan proton matahari dapat berdampak langsung pada efisiensi susunan surya. Pada tahun 2003, badai matahari besar menyebabkan penurunan daya rata-rata 3% untuk semua pesawat ruang angkasa geostasioner EUMETSAT. Degradasi proton akibat jilatan api matahari berbentuk penurunan tiba-tiba sebesar 3% atau lebih, sedangkan degradasi yang disebabkan oleh elektron terjadi secara stabil dan bertahap. Penelitian NASA juga telah menunjukkan bahwa kerusakan radiasi yang disebabkan oleh proton suar matahari dapat "dihilangkan" sebagian - sebuah proses termal yang memperbaiki beberapa kerusakan - yang berpotensi menghindari hilangnya miliaran pendapatan penjualan listrik selama masa pakai satelit.

Meskipun panel surya sendiri tidak akan terlalu terpengaruh akibat badai matahari, namun komponen yang membantu menyalurkan listrik dari panel tersebut ke konsumen akan terkena dampak ekstrem dari badai matahari. Arus yang diinduksi secara geomagnetik (GIC) berpotensi mengalir melalui saluran transmisi listrik yang panjang dengan kemungkinan merusak transformator, menyebabkan hilangnya daya reaktif, kemungkinan menyebabkan listrik padam secara dahsyat dan mengakibatkan pemadaman listrik-skala besar.

Misalnya, Pemadaman Listrik di Quebec tahun 1989 adalah salah satu pemadaman-badai geomagnetik-yang paling terkenal dan terjadi di selatan hingga New Jersey di mana trafo rusak. Risiko peristiwa seperti Carrington-saat ini, seperti badai matahari tahun 1859, dapat menyebabkan gangguan global pada satelit, GPS, dan jaringan listrik (termasuk pembangkit listrik tenaga surya). Gangguan terhadap listrik ini sebenarnya akan berdampak buruk dengan menyebabkan terhentinya pembangkitan tenaga surya dari pembangkit listrik tenaga surya karena kerusakan listrik yang terjadi pada perangkat elektronik yang mengendalikan tenaga surya tidak dapat dialirkan ke jaringan listrik.

Dalam hal potensi bahaya, panel surya yang dipasang pada sistem fotovoltaik menghasilkan listrik, sedangkan inverter dan transformator dapat mengubah energi tersebut menjadi keluaran listrik yang sesuai dengan arus bolak-balik (AC) jaringan listrik. Komponen pembangkit listrik tenaga surya yang menua, seperti inverter dan transformator, dapat mengalami potensi kegagalan listrik karena usia atau kegagalan mekanis. Ketika badai geomagnetik melanda, hal ini dapat menciptakan lingkungan listrik yang mudah menguap yang dapat merusak komponen-komponen pembangkit listrik tenaga surya yang sudah rusak (tua). Peristiwa seperti ini dapat sangat meningkatkan risiko kegagalan total di antara komponen-komponen ini.

Selain kerusakan perangkat keras, jilatan api matahari juga berdampak pada pembangkit listrik tenaga surya dengan cara yang lebih halus. Flare dapat mengganggu komunikasi GPS dan satelit yang diandalkan oleh banyak sistem pemantauan matahari dan manajemen jaringan listrik. Ketika-komunikasi radio frekuensi tinggi dipadamkan - seperti yang terjadi pada suar M5.7 bulan Mei 2026 - pemantauan jarak jauh dan kendali atas aset tenaga surya yang didistribusikan dapat dikompromikan.

Operator jaringan listrik semakin banyak memasukkan peringatan cuaca luar angkasa ke dalam perencanaan mereka. Di Texas, ERCOT baru-baru ini membatalkan pemberitahuan pasar yang terkait dengan peringatan geomagnetik dari peramal cuaca luar angkasa federal, yang menunjukkan bahwa ancaman tersebut nyata bahkan untuk jaringan listrik di wilayah selatan. Perusahaan utilitas melacak peringatan cuaca luar angkasa dan dapat memodifikasi operasi bila diperlukan, namun tantangannya adalah memprediksi jilatan api matahari dan badai geomagnetik masih sangat sulit.

Bagi mereka yang khawatir tentang apakah jilatan api matahari mengurangi jumlah sinar matahari yang mencapai panel surya, berita ini cukup meyakinkan. Meskipun siklus matahari 11-tahun menyebabkan fluktuasi radiasi luar angkasa - sinar matahari mencapai atmosfer atas bumi - pengaruhnya sangat kecil. Puncak siklus matahari meningkatkan radiasi luar bumi hanya sekitar 1 watt per meter persegi, kira-kira sepersepuluh dari satu persen jika dirata-ratakan dalam setahun. Variasi ini lebih kecil dibandingkan fluktuasi musiman sebesar 3,5% yang diperkirakan disebabkan oleh orbit elips bumi. “Tidak ada gunanya mencoba memasukkan efek tersebut ke dalam perhitungan pemodelan radiasi matahari,” menurut para ahli sumber daya surya.

Mempersiapkan Badai

Seiring dengan semakin intensifnya Solar Cycle 25, industri tenaga surya menanggapi ancaman ini dengan serius. Produsen merancang lebih banyak perangkat elektronik yang diperkeras radiasi-untuk inverter dan sistem pemantauan. Operator jaringan listrik sedang mengembangkan strategi mitigasi, termasuk kemampuan untuk mengisolasi transformator yang rentan selama badai geomagnetik. Dan para peneliti terus mempelajari fisika aktivitas matahari untuk meningkatkan peramalan.

Untuk pemilik rumah yang menggunakan tenaga surya di atap, saran praktisnya sangat jelas: panelnya sendiri kuat dan tidak mungkin rusak kecuali kejadian yang paling ekstrem. Kekhawatiran yang lebih besar adalah stabilitas jaringan listrik. Mengisi daya ponsel, menyiapkan peralatan darurat, dan tetap mendapat informasi tentang peringatan cuaca luar angkasa adalah langkah-langkah yang bijaksana.