Green | 1 February 2024

Panel surya musuh terbesar adalah debu kata peneliti dan dibuktikan


Lapisan debu  yang mengendap di kaca depan mobil mudah dihilangkan.

Menghapus lapisan itu dari panel surya - terutama yang lokasinya tidak baik seperti kelembapan mana pun akan membutuhkan lebih banyak pekerjaan.

Instalasi tenaga surya dengan panel VP, operator dapat menghitung kendala.
Kecerahan sinar matahari dan cuaca, luas lahan, produksi listrik dari panel dapat diperkirakan
Debu bukan hal utama, tapi tidak dapat diperhitungkan secara pasti atas dampak penurunan panel surya.

Yang dimaksud cahaya matahari akan terhalang debu, dan panel tidak efisien menghasilkan listrik.
Bagi penguna rumah dan kantor mungkin tidak berdampak besar.
Di industri, penurunan 5% akan menurunkan pasokan 5% total energi yang dihasilkan dari situs pembangkit energi surya termasuk berkurangnya pendapatan operator.

Panel surya akan berkurang menghasilkan listrik, setidaknya percobaan dari Pakistan selama 6 bulan dalam laporan tahun 2024.

Akumulasi debu, atau partikulat lainnya menyebabkan penurunan tingkat efisiensi panel fotovoltaik (PV), yang berarti penurunan jumlah daya yang dihasilkan dan hilangnya penjualan listrik dari operator. Selain kerugian jangka panjang, membersihkan panel surya juga butuh biaya.

Penelitian baru Pakistan 2024
Peneliti melakukan pengujian di dua wilayah di Paksitan.
Peneliti dari Pakistan’s National University of Sciences and Technology (NUST), Islamic University of Bahawalpur, dan tim luar negeri United Kingdom’s University of Warwick.



Mereka menghitung jumlah kepadatan debu yang tepat terhadap panel, juga menganalisa komposisi serta ukuran partikel.
2 tempat berbeda di Islamabad dimana kota cukup hangat dengan suhu tahunan 20,3 deg.C, disana memiliki curah hujan yang cukup untuk membersihkan panel surya.
Kota Bahawalpur ada di gurun, tidak ada curah hujan, tapi sering ada badai angin dan debu, suhu sekitar 26,1 deg.C.

Peneliti mengumpulkan data cahaya matahari, dan berapa watt dan arus yang dihasilkan.
Lalu mengumpulkan partikel dengan yang ada di atas panel surya.
Dibiarkan selama 6 minggu, terpapar atmofer, modul berdebu menunjukan efisien lebih rendah.

Analisis debu juga diperiksa, dan tidak tanggung tanggung. Mengunakan mikroskop elektron untuk mengukur partikel.
Ditemukan kedua kota memiliki partikel berbeda,



Kota Bahawalpur terakumulasi sangat besar mencapai 10.254g/m, rata rata perhari 0,244g.
Oksigen menghasilkan komposisi 46,9% disusul karbon, silikon, dan aluminium dengan komposisi masing-masing 20,11%, 16,98%, dan 4,26%.
Dengan penurunan paling besar 25,42% untuk tingkat efisien.

Kota Islamabad hanya 6.388g/m dengan rata rata 0,152g perhari.
Material debu karbon mendominasi dengan komposisi 55,8% diikuti oksigen, silikon dan kalsium dengan komposisi masing-masing 22,71%, 9,78% dan 3,85%. Yang lain adalah aluminium, zat besi, kalium, magnesium, dan natrium juga ditemukan dalam jumlah yang jauh lebih sedikit,
Panel surya menurun akibat debu sampai 15,08%

Panel surya membersihkan dari debu karena berdampak output

Kesimpulan, debu berdampak dengan cahaya matahari menyinari panel surya.
Tetapi bagian lain adalah suhu debu juga berdampak dengan hasil energi dari panel surya.

Massachusetts Institute of Technology 2022
Sedangkan debu di gurun dapat menurunkan output sebanyak 30% dalam 1 bulan.
Pengelola pembangkit listrik surya harus melakukan pembersihan secara teratur.

Pembangkit surya akan mencapai 10% kebutuhan energi di tahun 2030
Teknik biasa membersihkan panel dengan air, tapi air yang dibutuhkan dapat mencapai 38 miliar liter pertahun.
Cukup untuk menyediakan air minum 2 juta orang.

Peneliti sedang merancang alat pembersih debu tanpa kontak, dan membersihkan panel secara otomatis untuk mengurangi debu di atas permukaan panel.

Mengunakan teknik menolak secara elektrostatik, membuat partikel debu terlepas dan keluar dari permukaan panel kata para ahli yang diterbitkan dalam media Science Advances.
Dengan teknik ini, dapat menghindari goresan di kaca panel, tidak memerlukan air.

Sistem penghantar elektrik berupa batang logam, berada tepat diatas permukaan panel.
Medan magnet yang dihasilkan membuat debu menjadi bermuatan elektrik.
Bagian panel surya yang dilapis konduktif dalam nanometer.


Peneliti menghitung rentang tegangan yang diberikan, untuk menghasilkan tarikan gravitasi dan gaya adhesi.
Sehingga partikel debu dapat terdorong dan jatuh keluar dari permukaan panel.
Untuk memberikan elektrik, dapat ditempatkan di atas seperti sapu elektron.

Clean dust panel solar elektromagnetik

Kami melakukan eksperimen pada berbagai kelembapan dari 5 persen hingga 95 persen, kata penulis Sreedath Panat, seorang mahasiswa pascasarjana di Massachusetts Institute of Technology, AS.
Selama kelembaban lebih besar dari 30 persen, dapat menghilangkan hampir semua partikel dari permukaan, tetapi saat kelembaban menurun, itu menjadi lebih sulit.
Kabar baiknya dengan kelembaban 30 persen, sebagian besar gurun benar-benar termasuk dalam wilayah ini.

Bahkan daerah yang lebih kering cenderung memiliki kelembaban lebih tinggi di pagi hari, yang menyebabkan pembentukan embun, sehingga pembersihan dapat diatur waktunya.

Penelitian yang sedang berlangsung di National Renewable Energy Laboratory (NREL) 2021
Yang berbicara tentang "Soiling" tertutupnya debu pada permukaan PV. Tim nencari solusi yang mungkin dapat dilakukan serta dampak dengan kalkulasi kerugian.
Termasuk teknologi nantinya dapat dipatenkan untuk mengatasi masalah dan menyediakan peta di mana tingkat debu menjadi masalah terbesar.

Mengotori Masalah dari Awal adalah masalah utama
Sejak tenaga surya pertama kali diterima secara luas beberapa dekade lalu, para ilmuwan bekerja keras untuk meningkatkan efisiensi panel PV dan menurunkan biaya produksi listrik dari matahari. Teknologi panel surya semakin efisien, ukuran kecil dapat memberikan energi lebih besar.
Itu tugas besar setidaknya sekarang sudah dapat dinikmati masyarakat dengan harga panel yang murah tapi jauh lebih baik dari generasi pertama.

Sekarang, tenaga surya sudah meningkatkan persentase kebutuhan listrik biaya rendah, tapi para peneliti beralih ke masalah sekunder lainnya. Dinamai faktor X.

“Kita sudah berhasil,” kata Matthew Muller, seorang insinyur di NREL yang berspesialisasi dalam keandalan dan kinerja PV.
Tapi tenaga surya kehilangan energi ketika tenaga surya ditempatkan di lokasi berdebu.

Energi yang hilang setiap tahun dari tertutupnya kaca panel surya mencapai 5% di beberapa bagian Amerika Serikat hingga 50% di wilayah Timur Tengah.
Hujan dan angin cukup untuk menyapu debu dari panel PV, kata Lin Simpson, yang bekerja bersama Muller.
Keduanya bekerja sebagai peneliti bersama di NREL untuk penelitian yang didanai Departemen Energi sebesar $ 6 juta untuk meneliti tingkat debu pada panel surya dari 2016 - 2019.

Namun tidak seperti yang kita bayangkan, panel surya akan dibersihkan dengan air hujan.


Panel PV mendingin di malam hari dan menarik embun ketika pagi, debu tersebut terbentuk dari proses sementasi.
Kotoran secara harfiah seperti di semen ke panel, membuat kotoran seakan mengeras di seluruh permukaan panel.

Penelitian ini bukan hanya debu di perkotaan, tapi di berbagai wilayah.
Tergantung di daerah mana pemasangan panel, dan jenis mineral apa yang menutup permukaan panel kata Simpson ilmuwan senior NREL
Setelah kotoran menjadi keras, lebih sulit dibersihkan. Walau terjadi hujan deras tidak mampu menghilangkannya.

Sebuah pembangkit tenaga surya dengan kekuatan 10MW, dapat menyediakan listrik sampai 2000 rumah.
Untuk merawat semua panel, dibutuhkan biaya $5.000.
Penelitian yang dihitung berada di area California, Central Valley, disana panel surya dapat kotor dan tingkat hujan yang rendah. Itu daerah yang cukup bersih, tapi kotoran yang menempel di permukaan kaca panel surya ternyata berbeda beda.

Sebuah panel surya dirancang bekerja antara 25-30 tahun.
Perbaikan teknologi memperpanjang usia panel sampai 50 tahun.
Berinvestasi dengan fasilitas besar harus memperhitungan berbagai faktor.
Dari berapa energi yang diberikan dan diproduksi, biaya energi yang dapat dijual.
Perusahaan dapat menghitung apakah investasi mereka memiliki keuntungan dan menekan kendala selama pengoperasian.

Panel surya yang kotor menjadi salah satu faktor yang diperhitungkan.
Tapi tidak dapat dihitung secara akurat.

Bila dibiarkan, panel tidak lagi menghasilkan energi optimal. Membuat perusahaan harus memasukan faktor tersebut lebih detil, termasuk resiko ketika menentukan lahan untuk pembangkit panel surya.

Sejauh ini operator pembangkit surya belajar dari skala utilitas berdasarkan "Pengalaman".
Misal berapa kali panel harus dibersihkan di satu tempat. Dan mengukur berapa besar hilangnya energi, serta biaya untuk membersihkan.
Industri mencari data yang baik, agar mereka tahu resiko kedepan, dibanding tidak mengetahui sama sekali faktor hilangnya energi dari panel yang kotor.
Mendapatkan angka dari pengalaman ternyata tidak akurat juga. Bisa kurang dan bisa lebih, dampaknya akan menentukan harga jual listrik ke masyarakat.

Muller dan para peneliti Spanyol mengunakan pendekatan berbeda, sebuah sensor yang ditempatkan di sebuah kaca depan panel surya.
Dari sana sensor mengunakan lampu LED dan dihitung berapa banyak kotoran yang menumpuk dan membandingkan transmisi yang menurun melintas kaca panel surya.



Teknologi tersebut dinamai DUSST - Detector Unit for Soiling Spectral Transmittance
Dari nilai yang di dapat, nantinya operator dapat memasukan faktor X yang diterima berdasarakan data alat sensor tersebut.
Bahwa sebagian panel telah kehilangan daya untuk menghasilkan energi, dan perlu dibersihkan.

REL researcher Matthew Muller looks over the DUSST

Teknologi lain dengan stasiun kontrol
Sensor dipasang pada panel dan dibersihkan dengan baik, panel kedua dibiarkan kotor.
Perbandingan kedua panel dapat memperkirakan angka kerugian dengan asumsi operator listrik tidak membersihkan panel
Tetapi cara dengan perbandingan kedua tidak terlalu akurat, tidak semua panel mendapatkan kotoran yang sama.
Angka bisa saja salah, mungkin operator tidak perlu membuang biaya untuk membersihkan. Atau sebaliknya dana seharusnya dikeluarkan untuk pekerja yang membersihkan tapi tidak di dapat dari angka perbandingan ini.

Peneliti Deceglie dan Muller telah membantu mengembangkan algoritme yang memungkinkan perkiraan pengotoran yang lebih akurat.
Mereka pertama kali mengembangkan algoritma Stochastic Rate and Recovery (SRR), dan baru-baru ini Deceglie bekerja dengan peneliti Åsmund Skomedal untuk mengembangkan metode CODS atau perhitungan gabungan.
Memungkinkan pengguna secara bersamaan memperkirakan pengotoran dan degradasi alami panel PV.
Kedua algoritma cukup mengambil data produksi energi dari sistem PV.
Tim NREL membuat analisa SRR dan CODS tersedia secara gratis sebagai bagian sistem RdTools nanti.

Menggabungkan perhitungan SRR atau CODS dengan informasi dari stasiun analisa debu harus memberikan gambaran yang paling lengkap, kata Deceglie. “Saya pribadi senang dengan kedua sumber data digunakan bersama-sama sehingga kita dapat memanfaatkan kekuatan masing-masing dan mendapatkan gambaran yang sangat baik frnhsn apa yang terjadi di sebuah area pembangkit listrik surya”

Masalah kedua suhu panas panel
Kinerja panel surya dibawah 10 derajat, dapat mengandakan usia pakai panel dan meningkatkan kinerja dalam menghasilkan listrik.
Tim peneliti universitas New South Wales (Apr 21) telah menyelesaikan studi mereka.
Metodenya, mendinginkan panel 2-3 deg.C cukup efektif. Walau panel surya terus terpapar cahaya dan menjadi panas, akan bekerja lebih baik bila suhu lebih dingin.

Hasil penelitian dibawah ini
Menurunkan suhu 5 deg.C, meningkatkan 2% kinerja panel surya dihari yang terik. Sekaligus usia panel dapat bertahan 50% lebih lama.
Peneliti mengatakan secara umum panel surya akan dilapis sebuah kaca di atasnya. Tapi gelombang infra-merah yang tidak digunakan akan menghasilkan panas. Radiasi tersebut dapat dioptimalkan untuk energi pendingin bagi panel surya sendiri.

Profesor Egan mengatakan ada 2 teknologi dari uji coba.


Teknologi Generator Vortex rata rata mempertahankan panel memproduksi listrik 5-8% ketika panel dapat bekerja lebih dingin pada 2-3 deg.C.
Teknologi tekstur pada kaca. Dapat menurukan panas dan menghasilkan energi lebih tinggi di panel 3-15%. Suhu panel dapat turun antara 1-5 deg.C dan biaya paling murah.

Lingkungan Perkotaan Mendapat Pandangan
Kembali dengan penelitian lain Sarah Toth mengunakan pendekatan dengan memasang dua sensor silikon murah di kawasan industri yang jauhnya 4,5km dari pusat kota Denver.
Satu sensor secara otomatis dibersihkan setiap hari; yang lainnya, tidak pernah dibersihkan.

Satu tahun berlalu, Toth menemukan bahwa mendapat angka akurat dari memodelkan rasio kekotoran berdasarkan akumulasi partikulat dan curah hujan.
Dia juga menemukan bahwa hujan secara alami dapat menyapu sebagian besar partikel debu kasar, dan hal lain debu berbeda cenderung menempel di permukaan.

Di kota bahan materialnya berbeda kata Toth seorang Ph.D pakar teknik lingkungan universitas Colorado yang bekerja sama dengan NREL 2017.
Partikel di kota adalah partikel halus tapi lengket, berbeda dengan partikel yang ditemukan di gurun yang tidak banyak mengandung bahan kimia.

Sarah Toth stands next to a PV tracking system at NREL

Toth, telah menggunakan percobaan dengan sensor debu di Los Angeles, mengatakan penelitiannya menunjukkan perawatan pembersihan yang berbeda diperlukan untuk efektif menghilangkan materi partikel dan partikel halus bagi oanel di perkotaan.
Apa yang ditemukan dalam beberapa tahun, ada kontaminasi di permukaan yang tidak dapat dihilangkan.
Berapapun anda sudah berupaya mengosok tapi tidak akan hilang, kecuali mengosok dengan kuat seakan mengaruk kaca panel.

Muller mengatakan penelitian mereka masih jalan panjang.
Ada strategi untuk melapis permukaan kaca dengan hidrofobik agar dapat menolak air.
Memungkinkan sebuah panel dipasang dengan posisi miring, maka debu dan air akan mengalir turun.
Tetapi beberapa instalasi mengunakan sudut tidak terlalu miring bahkan hampir horizontal. Bahan tersebut tidak akan berfungsi.

Solusi yang sudah dilakukan di berbagai area dengan robot otonom. Dilengkapi sikat yang berputar seperti dipasang di lahan pembangkit Timur Tengah untuk membersihkan kaca.
Sistem robot mampu membersihkan panel, tetapi harus dilakukan setiap 2 hari sekali.
Bila tidak akan memunculkan semen kotoran yang semakin sulit dibersihkan.
Jamur akan muncul di area kelembaban tinggi, dan jamur tidak mudah dibersihkan kecuali dengan bahan kmia dan tekanan untuk mengupas mereka.

Untuk industri masih menjadi masalah dalam meningkatkan energi yang dihasilkan panel surya mereka.
Tapi debu hal yang sangat sederhana ternyata berdampak jauh ke depan, dimana kemampuan energi yang dihasilkan akan turun berjalan dengan waktu.


Artikel Lain

Panel surya dengan cermin sudah lama diteliti. Universitas Malaysia menguji dengan reflektor, termasuk biaya berbanding output power. Panel surya dilengkapi reflektor mampu mencapai efisiensi 25,5%, sedangkan sistem referensi hanya mencapai efisiensi 22,7%.

Apa yang pilih agar rumah lebih sejuk. Gunakan atap dengan warna putih. Lebih efisien memantulkan panas dari cahaya matahari, bahan cat penolak panas matahari mulai dikembangkan. Tapi tidak salah bila mengunakan warna hijau atau mengunakan tanaman di atap rumah



Sedotan ramah lingkungan bahan kertas dan bambu, mengantikan sedotan plastik. Tidak juga, beberapa sedotan kertas diteliti mengandung bahan kimia forever. Bahan kimia yang tidak larut dalam tubuh dan alam, atau tidak dapat dibuang serta dapat terakumulasi dalam tubuh. Lebih aman mengunakan sedotan besi atau tanpa sedotan sama sekali.

Fungsi tutup closet itu penting, dapat mempertahankan partikel keluar dari lubang mengunakan tutup. Beberapa penelitian melihat penyebaran bakteri di lantai kamar mandi. Tim universitas Colorado menguji dengan laser dan melihat seberapa jauh droplet yang terbang ketika di flush.

Karet digunakan untuk campuran beton, membuat struktur lebih tahan terhadap radiasi cahaya matahari. Sekarang peneliti RMIT telah melakukan penelitian, bila aspal di campur dengan bahan karet, akan lebih tahan 2x jalan bertahan dari keretakan. Tapi formulanya harus tepat, tidak  boleh berlebih

Kota Los Angeles sekarang melapisi jalan dengan cat abu abu atau disebut CoolSeal. Menjaga trotoar dan jalan lebih dingin. Perubahaan iklim menjadi fakta kehidupan di kota seluruh dunia. Satu kota lagi di uji coba tahun 2021 yang terkenal panas, menurunkan panas jalan sampai 5 d.C.

Kita sering mendengar panel surya, sebenarnya ada beberapa jenis panel surya yang dijual dan spesifikasi berbeda. Masing masing panel memiliki kelebihan, harga, dan tingkat efisiensi dalam menghasilkan power listrik.



Ketika rancangan jalan dengan panel surya dibangun. Banyak antusias dari pengagas, yang mengatakan proyek tersebut akan berjalan dengan baik. Kenyataannya, yang dibangun disatu tempat, belum tentu memiliki kondisi yang sama. Disini dapat belajar dari perusahaan Wattway. Tidak mengunakan pemikiran yang sama, bila installasi di tempat berbeda.

Nissan mendaur ulang baterai bekas mobil Leaf. Ketika kapasitas baterai drop sampai 75%, baterai bekas dapat dimanfaatkan untuk menyimpan listrik dirumah. Dijual lebih murah untuk penyimpan energi dari panel surya dan turbin angin.

Bagaimana menanam sayuran di rumah. Tidak perlu bibit untuk daun bawang, bawang, selada, kentang, jahe, daun sawi. Karena sayuran ini dapat tumbuh dari tubuhnya sendiri. Cabai merah besar, dapat tumbuh dalam 3 bulan saja. Bagaimana cara menanam sayuran tersebut.

Selama 2 tahun terakhir ini, para pendukung energi bersih menunjukan minatnya kepada energi surya. Sebuah perusahaan Soltech membuat genteng hijau. Bukan solar panel dipasang di genteng, tapi atap rumah yang diberikan genteng kaca. Panas dari atap rumah dimanfaatkan untuk pemanas air

November 2014 sebuah perusahaan memasang solar cell di jalur pejalan kaki dan jalan sepeda di Belanda. Setelah 6 bulan di uji coba hasilnya malah menghasilkan listrik lebih besar. Mencapai lebih dari 3000 kWh dengan panjang solar cell yang digelar di jalan


Youtube Obengplus


Trend
No popular articles found.