Apakah Pergerakan Energi Matahari Mempengaruhi Pembangkit Listrik?

Energi matahari mungkin terlihat-sederhana – matahari selalu ada, bukan? Namun cara matahari bergerak sebenarnya sangat menentukan seberapa banyak daya yang dihasilkan panel Anda. Ini seperti sebuah tarian: posisi matahari menentukan kapan dan di mana sinar tersebut mengenai panel Anda, yang mengubah energi Anda. Mari kita lihat bagaimana tarian matahari ini mengubah banyak hal untuk kekuatan Anda.

Panel surya bekerja dengan mengubah cahaya menjadi listrik. Ketika cahaya mengenai panel, hal itu membuat elektron bergerak, dan gerakan ini menciptakan arus listrik. Efisiensi konversi ini bergantung pada kondisi yang mencakup posisi matahari, intensitas cahaya, dan durasi paparan.

Kemahiran panel surya berkaitan dengan sudut datangnya sinar matahari. Misalnya, atap yang menghadap ke selatan akan memperoleh sinar matahari lebih banyak pada siang hari jika dibandingkan dengan atap datar.

Kekuatan sinar matahari mencapai puncaknya pada saat matahari berada pada titik tertingginya, yaitu sekitar tengah hari. Kondisi atmosfer, seperti tutupan awan atau kabut asap, dapat menyebarkan sinar matahari, sehingga dapat mengurangi produksi listrik sekitar 30%.

Berita Menarik Menarik: Matahari mengirimkan sekitar 1.360 watt per meter persegi ke atmosfer. Setelah ia berjuang melewati atmosfer dan debu untuk menghantam rumah Anda, dayanya lebih dari 1.000 watt.

Matahari sepertinya bergerak sekitar 15 derajat setiap jamnya karena, tahukah Anda, Bumi berputar. Tata surya biasanya melakukan salah satu dari dua hal berikut ini:

Pelacak-Sumbu Tunggal: Panel ini berbelok dari timur ke barat. Mereka bagus untuk mendapatkan energi sekitar 20–30% lebih banyak dibandingkan jika mereka hanya terjebak di satu tempat.

Pelacak-Sumbu Ganda: Ini bergerak untuk menangkap matahari setiap hari dan sepanjang musim. Mereka mengagumkan di utara atau selatan khatulistiwa dimana jalur matahari banyak berubah.

Sudut matahari terhadap ekuator bumi berubah seiring musim.

Sistem panel surya menghasilkan energi yang lebih besar pada bulan-bulan musim panas karena mendapat sinar matahari langsung untuk jangka waktu yang lebih lama selain menghasilkan lebih banyak daya akibat suhu yang lebih tinggi yang disebabkan oleh penerimaan energi dari matahari. Sebagai contoh, diperkirakan terdapat 60 kilowatt jam (kWh) yang dihasilkan per hari menggunakan sistem pembangkit energi surya PV 5 kilowatt peak (kWp) selama bulan Juni dan sekitar 35 kWh diproduksi dengan sistem serupa selama bulan Desember.

Berapa banyak sinar matahari yang tersedia selama musim dingin dan posisi matahari di langit selama musim dingin akan mempengaruhi seberapa baik fungsi sistem PV. Misalnya, jika sejumlah besar salju terakumulasi di permukaan panel surya, kinerja sistem PV secara keseluruhan dapat menurun hampir 50% jika salju tidak dibersihkan.

Panel surya tetap berfungsi meski cuaca mendung, meski outputnya berkurang.

Hal ini karena awan menyebarkan sinar matahari, sehingga mengurangi kekuatan sinar langsung. Namun hamburan ini masih memungkinkan sejumlah cahaya tidak langsung mencapai panel. Saat awan tipis, keluaran panel surya mungkin berkurang setengahnya. Sebagai perbandingan, tutupan awan tebal dapat menurunkan produksi hingga hanya 10–20% dari jumlah biasanya.

Para insinyur telah mengembangkan sejumlah solusi yang memungkinkan mereka menghadapi periode sinar matahari yang tidak konsisten dengan menerapkan peralatan seperti:

Baterai litium-ion untuk memberikan energi ekstra bila diperlukan. Misalnya, Megapack Tesla memiliki kapasitas yang cukup untuk memasok listrik ke sekitar 3.600 rumah selama delapan jam berturut-turut. Ketika dipasangkan dengan turbin angin, panel surya menghasilkan pasokan energi yang berkelanjutan karena generator angin menghasilkan energi sepanjang malam.

Ladang Angin Middelgrunden di Denmark berhasil menggabungkan manufaktur tenaga angin dengan teknologi surya fotovoltaik (PV) dan mampu mengurangi ketergantungannya pada jaringan listrik sekitar 70 persen.

Penyimpanan termal adalah solusi lain. Ini adalah tangki besar berisi garam cair yang diisi dengan energi panas yang dihasilkan oleh teknologi surya. Setelah diisi dengan panas, energinya dapat terkandung dalam garam cair hingga 10+ jam atau lebih. Oleh karena itu, energi dapat dihasilkan pada malam hari meskipun tidak tersedia sinar matahari.

Berbicara tentang pembaruan, Down Under di Australia, CSIRO membuat beberapa sel surya perovskit. Alat-alat ini bahkan berfungsi saat cuaca mendung dan meningkatkan keluaran sinar matahari sebesar 40%.

Tenaga surya melonjak dari nol menjadi hampir 7% dari kebutuhan listrik dunia sejak tahun 2010! Cukup keren, ya?

Namun, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan:

Jaringan Listrik: Terkadang listrik dari tenaga surya menyala dan mati, sehingga menyulitkan jaringan listrik. Teknologi dan sistem cerdas yang bereaksi terhadap penggunaan daya dapat membantu.
Daur ulang: Panel surya menggunakan bahan-bahan menjijikkan seperti kadmium. Eropa ingin mendaur ulang sebagian besar panel pada tahun 2030.
Kabar Baik: Maroko memiliki pembangkit listrik tenaga surya raksasa yang memberi listrik pada lebih dari satu juta orang! Ini juga menghemat daya saat matahari tidak terbit.