Tipe panel surya Monocrystalline Polycrystalline Thin-Film Perovskite bertahan 30 tahun

Daya tahan panel surya 2024
Panel surya yang dipasang di Perancis tahun 1992 ternyata mampu mempertahankan 79% dari spesifikasinya.
Mengapa hal ini penting.
Panel surya dimaksudkan bertahan selama beberapa dekade, tapi perkiraan operasional 20 hingga 40 tahun.

Tingkat efisiensi dinilai sebagai output listrik.
Efisiensi dan kemampuannya menghasilkan tenaga akan menurun seiring berjalannya waktu.
Tidak ada yang dapat memastikan berapa lama sebuah panel surya bekerja, bagaimana kondisi output dan degrasi yang terjadi, kecuali penerpan di lapangan.
Waktu yang menentukan kondisi panel surya dengan bukti apakah panel memang signifikan terjadi degradasi.
Uji coba jangka panjang baru di Perancis memberikan gambaran positif umur panjang panel surya.



Pada tahun 1992, rangkaian tenaga surya kecil berkekuatan 1 kilowatt yang disebut Phebus 1 dihubungkan ke jaringan listrik Prancis oleh Hespul

Hespul adalah asosiasi energi terbarukan nirlaba berbasis di Lyon, Prancis.

30 tahun kemudian, instalasi yang sama masih menghasilkan watt power.
Setelah membongkar panel antik berukuran 10 meter persegi tahun 2023, teknisi menjalankan panel tersebut melalui pengujian laboratorium yang ketat.

Rata-rata panel masih mempertahankan 79,5 persen setelah 31 tahun digunakan.
Produsen panel surya biasanya menjamin 80 persen kinerja aslinya maksimum 25 tahun.
Phebus 1 melampaui metrik tersebut, penurunan rata-rata hanya sebesar 0,66 persen per tahun selama masa pakai.
Tahun ke-20 2012, panel-panel menghasilkan 91,7 persen.
Penurunan tersebut diperkirakan akan meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir artinya akan terjadi degrasi lebih besar.

Setelah 31 tahun, modul tersebut bertahan menghasilkan 20.366 kWh dengan kapasitas 882 Wp, atau 745 kWh/kWp/tahun.

Asosiasi tersebut mengutip penelitian jangka panjang di Swiss dan penelitian di Amerika dan Eropa yang menunjukkan rata-rata tingkat degradasi panel surya antara 0,36 hingga 0,75 persen per tahun. Setelah 11 tahun diperkirakan terjadi degrasi 1.11% dari spesifikasi output.
Data nyata ini menunjukkan bila instalasi tenaga surya dapat terus beroperasi selama beberapa dekade, dan tetap berada pada tingkat kinerja yang sangat layak.

Umur panjang ini menjadi pertanda baik bagi atap perumahan dan transisi menuju sumber pembangkit listrik yang lebih ramah lingkungan.

Sebuah laporan dari Ember, sebuah lembaga energi global. Sumber energi terbarukan tenaga surya dan angin mencapai rekor baru tahun 2023, mencakup lebih dari sepertiga pembangkitan listrik di seluruh dunia.
Tenaga surya tumbuh 23 persen dari tahun ke tahun, tenaga angin meningkat sebesar 10 persen.

2024 Merek dan kualitas The Renewable Energy Test Center (RETC)
Daya tahan ultraviolet lembar belakang. kerentanan paparan sinar UV. pengujian 1.000 jam dari ikatan polimer.
Merek JinkoSolar, Longi dan SolarSpace

Daya tahan panas dan lembap.
Pengujian 2x lebih berat dari sertifikasi, dengan pemaparan pada modul selama 2000 jam.
Menguji kondisi lingkungan, dengan suhu terkontrol 85 deg.C, dan 85% kelembapan.
Merek Astronergy, ES Foundry, Longi Solar, Runergy, dan Trina Solar

Daya tahan hujan dan es,

Merek JA Solar, Longi Solar

Performa degradasi di induksi. Menguji dengan kebocoran voltase, dan arus ion antara semikonduktor dan elemen lain
Merek Astronergy, ES Foundry, GEP VN, Gstar, JA Solar, Longi Solar, Qcells, REC Solar, Runergy, SEG Solar, Silfab Solar, SolarSpace, Talesun, Trina Solar, VSUN Solar, dan Yingli Solar

Efisien, konversi daya dengan 21% menurut RETC adalah prestasi terbaik. 56% panel diuji terdaftar sebagai solar cell berkinerja tinggi.
Merek Astronergy, Mission Solar, Qcells, REC Solar, dan Silfab Solar

Efisien modul mengikuti teknologi jenis panel. 14 merek memiliki 20% atau lebih. TopCon panel tipe-n dengan sistem tandem tertinggi 25,8%
Merek Auxin Solar, JA Solar, Longi Solar, Meyer Burger, Mission Solar, Qcells, REC Solar, Silfab Solar, Trina Solar, Yingli Solar

Sudut matahari, rentang 0 - 90 derajat
Merek Dehui Solar, ES Foundry, JA Solar, JinkoSolar, Longi Solar, Meyer Burger, Qcells, Runergy, Silfab Solar, dan SolarSpace

2024 Tingkat efisien panel perovskite
Panel terbaik tahun 2024 dibuat Topcon. Merubah hampir 1/3 energi matahari menjadi listrik.
Sel panel lebih efisien dibanding yang ada di pasaran sampai Juni 2024.

Panel Jinko Solar perovskite mengunakan panel Topcon-n, mengunakan sistem tandem panel. Diumumkan Juni 2024, dengan tingkat efisien 33,24%
Satu panel dengan lapisan perovskit, menyerap spektrum matahari lain, bagian silikon monokristalin menyerap spektrum lain di bagian berbeda.

Teknik menyerap spektrum / panjang gelombang cahaya matahari berbeda sudah dinekal untuk meningkatkan efisiensi panel, tetapi biaya lebih mahal.
Tingkat efisien tinggi jenis panel surya perovskite harus dibuktikan dengan pemakaian jangka panjang, karena aplikasinya berbeda.
Panel standar Jinko sampai Juni 2024, memberikan efisien 22%.

Panel Maxeon 7 masuk panel paling efisien dengan monokristalin, walau berada di rentang 25% maksimum.
Mempertahankan sistem panel dengan satu lapis. Sudah terbukti sistem panel satu lapis memiliki daya tahan yang baik saat ini.

2021 Panel surya dibuat dibuat dengan rancangan berbeda.
Ada perbedaan antara tipe panel surya Monocrystalline, Polycrystalline dan Thin-Film

Teknologi terus mengembangkan panel surya dapat menghasilkan listrik lebih efisien.
Produsen lain mengembangkan produk lembaran panel surya atau Thin Film solar panel yang lebih ringan dan dapat dipasang di kendaraan sampai atap rumah.

Banyak lagi inovasi skala nano yang dikembangkan agar meningkatkan tingkat efisien panel menghasilkan listrik, bahkan sampai dot quantum.

Secara umum, 3 model yang ada dipasarkan dapat ditemui dan dapat dirancang penghasil listrik atau power DC skala mikro.

Tipe panel surya / Solar Panel
Nama	Monocrystalline	Polycrystalline	Thin-Film
Bahan	Pure silicon	Silicon crystals digabung	Beberapa bahan
Efisiensi	24.4%	19.9%	18.9%
Biaya	Moderat	Lebih murah	Paling mahal
Usia pakai	Longest	Moderate	Lebih pendek

Panel surya Monocrystalline
Panel tipe Monocrystalline paling umum dijual dipasaran, sekitar 90% panel surya dibuat mengunakan bahan seperti bahan semikonduktor.
Silikon memang berlimpah, bahan yang stabil dan tidak beracun.
Bekerja dengan baik bagi mereka yang mendisain panel yang baik.

Proses produksi Monocrystalline lebih sulit. Dan biaya produksi lebih mahal dibanding panel Poly.
Membutuhkan kristal yang seragam, proses pembuatan di jaga dengan suhu tinggi.
Ketika proses pembuatan biji kristal yang dipanaskan dapat hilang, membuat 50 material terbuang ketika proses pemotongan.
Hal tersebut membuat harga panel Monocrystalline 50% lebih mahal dibanding panel Monocrystalline,

Panel surya jenis Mono memang lebih baik, dalam arti menghasilkan daya power lebih tinggi dibanding jenis panel lainnya. Karena mengunakan kristal tunggal, rumah lebih memilih panel jenis ini. Karena elektron lebih mudah mengalir melalui sel semikondutor dan output lebih baik.
Walau ukurannya sedikit lebih kecil, tingkat power yang dihasilkan dapat menyamai ukuran panel Poly yang lebih besar.
Umur pemakaian panel surya Mono lebih baik, dalam arti susutnya power selama usia pakai akan lebih lama.

Usia pakai dapat mencapai 25 tahun atau lebih lama.
Panel tampak lebih hitam.
Efisiensi 17 - 22%

Output turun menjadi 85% dari awal sampai 25 tahun

Masalah di panel Mono, ketika panel tertutup kotoran, debu atau dedaunan atau bekerja pada ruang tinggi.
Tingkat efisien panel dapat semakin menurun.
Diperlukan perawatan dengan membersihkan permukaan panel secara berkala.



Panel surya Polycrystalline
Sesuai dengan namanya, bahan dibentuk dari campuran kristal silikon yang tidak selaras.
Produksi mengunakan teknik melelehkan bahan silikon, dan dituang ke dalam cetakan sehingga mengeras.
Setelah dicetak, silikon akan dipotong menjadi wafer panel surya.

Proses produksi lebih cepat, dan pemakaian energi lebih rendah dalam proses produksi.
Tetapi butiran kristal silikon ada batas yang menghalangi aliran elektron untuk melintas dengan effisien.

Kebalikannya, walau pencahayaan matahari sedang rendah dapat bekerja lebih efisien khususnya walau panel tidak langsung menghadap ke matahari.
Bila dihitung, hasil output akan sama antara panel surya bahan Polycrystalline dan Monocrystalline

Karena produsen ingin menghasilkan output sesuai standar panel.
Ukuran panel Polycrystalline harus dibuat lebih besar, di sisi lain untuk instalasi memerlukan ruang lebih besar untuk menghasilkan listrik yang efisien sebanding panel Mono.

Usia pemakaian Polycrystalline relatif lebih rendah dibanding panel Monocrystalline, walau susut output power sebenarnya tidak terlalu banyak.
Usia pakai dapat melewati 20 tahun.
Panel berwarna biru.
Efisiensi 15 - 17%
Performa dapat turun ketika panas.
Output dengan usia pakai lebih rendah dari Monocrystalline

Panel Thin-Film
Sampai tahun 2021, pengembangan tipe panel Thin-Film masih berlanjut. Dari generasi pertama, kedua dan ketiga.
Tipe panel Thin-Film mengunakan bahan lebih sedikit, dengan ketebalan lapisan silikon sekitar 1 mikron.
Kira kira 1/300 dari tebal panel Poly dan Mono.
Dan proses produksi mengikuti teknik pembuatan panel Polycrystalline
Awalnya dibuat dengan ukuran kecil, sekarang memiliki lebar seperti panel surya poly dan mono.

Sel surya film tipis pertama dibuat dari silikon amorf nonkristalin. Karena silikon amorf tidak memiliki sifat semikonduktif dari silikon kristalin, produksi harus digabungkan dengan hidrogen agar dapat menghantarkan listrik.
Sel surya silikon amorf adalah jenis sel dalam bentuk lembaran film tipis dan sering ditemukan di perangkat elektronik seperti kalkulator dan jam tangan.

Bahan semikonduktor film tipis lain dari bahan cadmium telluride (CdTe), copper indium gallium diselenide (CIGS), dan gallium arsenide (GaAs).
Lapisan bahan semikonduktor diendapkan dengan material penahan yang tidak mahal seperti kaca, logam, atau plastik, membuatnya biaya produksi lebih murah dan lebih mudah dibentuk dibandingkan sel surya lainnya.

Tingkat penyerapan bahan semikonduktor tinggi, menjadi salah satu alasan mengapa tipe panel film bahan ini di beberapa produk.

 Sel surya film tipis seperti CIGS dapat disimpan pada lembaran lapisan plastik, yang secara signifikan mengurangi beratnya dan meningkatkan fleksibilitasnya.
CdTe memiliki perbedaan sebagai satu-satunya film tipis dengan biaya lebih rendah, proses produksi lebih sederhana.

Tetapi banyak kelemahan dari disain panel Thin-Film.
Material Kadmium dalam sel CdTe sangat beracun jika terhirup atau tertelan, dan dapat larut ke dalam tanah jika proses produksi tidak ditangani dengan benar.
Proses akhir pakai harus di daur ulang dengan benar, walau teknologi sekarang sudah mampu menangani.
Mengunakan bahan logam yang langka sekarang ini digunakan untuk CIGS, CdTe, dan GaAs.
Karena material yang dipakai, produksinya menjadi lebih mahal dan masih sulit dibuat menjadi produk masal.

Efisiensi output paling rendah, 10 - 13%
Usia pakai antara 10 - 20 tahun.
Cocok untuk daerah yang panas, karena bentuknya film tipis.

Itulah ketika jenis panel yang ada dipasaran dan dapat dibeli umum.

Masih ada lagi tipe panel surya lain yang digunakan khusus.
Beberapa bahan dan material masih terus dikembangkan, khususnya di laboratorium sampai nantinya menjadi produk jadi

Panel Surya Bifacial
Modul panel surya bifasial digunakan untuk pembangkit energi surya skala besar.
Panel surya tradisional dirancang mengarah ke dua arah panel, dalam arti ada 2 panel yang menghadap berlawanan arah.
Panel utama menerima cahaya matahari, dan sisi lain dari cahaya yang dipantulkan ketanah juga dapat menjadi energi.
Panel umumnya digerakan sesuai sudut matahari, untuk memaksimalkan waktu terbaik untuk mengumpulkan cahaya menjadi listrik.
Panel dengan dua sisi dapat meningkatkan efisiensi penerimaan cahaya sekitar 9%





Pengembangan panel surya belum berhenti, dan peneliti atau laboratorium terus mengembangkan teknik untuk meningkatkan daya output listrik.

Perbedaan proses produksi panel surya Perc vs Topcon
Dua jenis panel tersebut paling populer. Tapi Topcon kabarnya jenis panel yang rentan lebih cepat degradasi, dalam arti efisiensi output power.

Panel Topcon - Tunnel oxide passivated contact (TOPCon)
Memiliki sel kontak emitor pasif / PERC / passivated emitter rear contact.
Lapisan tipe-n dengan kontak perak di kedua sisi.
Lebih hemat biaya
Di produksi seperti teknologi panel P.
Efisien 28% dibanding Perc 24%
Usia pakai dengan degradasi 25%, walau sebatas teori.
Menghasilkan listrik baik dari sisi sel depan dan belakang.
Tetap menghasilkan listrik walau cahaya matahri lebih rendah.
Proses produksi lebih komplek, biaya lebihi mahal, proses suhu tinggi, sensitif terhadap kotoran.
Digunakan untuk skala utilitas seperti pembangkit energi surya, pengerak pompa seperti irigasi dan pertanian, pengisian baterai kendaraan listrik.

Panel PERC - panel bifocial. Passivated Emitter and Rear Contact (PERC)
Memberi power lebih efisien, antara 6  - 12%.
Memiliki lapisan pasif di belakang panel, membantu meminimalkan energi dan meningkatkan penyerapan cahaya.
Bagian belakang membantu memantulkan cahaya melewati sel silikon yang tidak diserap dapat kembali ke silikon.
Bekerja baik dengan suhu tinggi dan cahaya rendah.
Harga lebih mahal, lebih sensitif terhadap bayangan.
Instalasi di atap rumah dengan panel Mono Perc.

Perawatan panel surya
Solar Cell dapat bekerja setidaknya 20-30 tahun dengan perawatan minimum.
Tidak ada yang perlu dirubah untuk unit panel surya sendiri.

Yang diperhatikan, kaca panel harus bersih, bila kotor akan bersih terkena air hujan, atau pemilik membersihkan sendiri.
Pemeriksaan rutin setidaknya 1 minggu sekali.


Controller
Disisi lain untuk rumah, masih ada perangkat untuk merubah tegangan arus DC panel ke DC.
Dibedakan antara MPPT yang efisien dan PWM.
Semakin efisien converter maka output arus DC yang dihasilkan semakin baik.

Inverter DC ke AC
Juga berperan penting untuk menghasilkan outpud DC ke AC.
Semakin tinggi efisien power DC ke AC, maka energi yang terbuang akan semakin rendah.
Output seperti jaringan listrik biasa Sine Wave atau Square Wave.

Square Wave memiliki output simulasi seperti listrik DC ke AC dan harga relatif lebih murah. Tetapi beberapa instrumen yang sensitif akan terganggu kinerjanya

Sine Wave mengikut arus output seperti PLN untuk merubah power DC ke AC dari baterai ke jaringan listrik. Harga inverter Sine Wave jauh lebih mahal.



Produsen saat ini telah membuat produk dengan mengabungkan unit input dan output dari inverter dan controller dalam satu unit.

Terakhir penyimpanan dan baterai panel surya.
Baterai panel surya berbeda dengan baterai biasa.
Disebut baterai Accu VRLA - Valve Regulated Lead Acid.
Lebih tahan overcharging dan discharging.
Sedangkan accu biasa akan memiliki usia pakai lebih rendah.

Informasi diatas, sebagai gambaran sederhana. Bila suatu hari nanti berencana ingin membangun panel surya sendiri.
Jangan lupa, teknologi panel surya dan sistem jaringan masih akan terus berkembang.

Ketika energi terbarukan dengan panel surya digunakan, dan pemerintah memberi insetif. Warga mulai memasang solar cell di rumah, karena lebih hemat biaya listrik. Tetapi hampir 20 tahun, panel surya yang usang harus diganti. Kemana sampah energi hijau tersebut pergi, ini masalah besar di negara maju.

Peneliti Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE Jerman, mengatakan listrik energi terbarukan jauh lebih murah. Untuk skala sebuah negara, efektif pembangkit listrik dapat dibuat fleksibel. Kebalikannya pembangkit solar dan angin menjadi pembangkit utama dan layak untuk investasi

Nissan menguji cat otomotif baru dengan teknologi "Cool Paint". Mobil listrik sangat berdampak dengan pengunaan pendingin ruangan. Membantu interior mobil lebih dingin 5 derajat Celcius, dan di bodi sampai 12 deg.C Lebih hemat baterai, pengujian di Jepang.

Sementara kendaraan di parkir, panel surya mengisi listrik kendaraan sampai 1200W. Kondisi berawan, cukup mengisi baterai mobil listrik sejauh 15km. Panel dikemas dalam kargo di atap, dapat dibuka dan dilipat. Pemasangan hanya 20 menit, dan cargo atap dapat dilepas pasang.

Inverter solar panel berkembang dengan ukuran besar. Produsen membuat inverter 3 phase, salah satu nama AEG dengan 3 model inverter 3 fase diumumkan Juni 2024. Kapasitas output mulai dari 4.000kW sampai 20.000kW.

Longi produsen panel surya ternama membuat panel tingkat efisien 25 persen. Panel Longi Hi-MO X6 dibuat dengan 2 pilihan Ultra Black dan Longi Full Black. Fungsi panel tidak memantulkan cahaya matahari langsung. Kinerja panel 30 tahun bertahan sampai degradasi 86%.

Perusahaan Coca-cola terbesar, dan nama Indonesia masuk nomor 1 penghasil sampah plastik global. Berapa banyak sampah plastik digunakan manusia. 44,8% digunakan untuk kemasan, termasuk botol minuman dan tas plastik. Penyumbang sampah plastik ada di layanan pemesanan makanan online.

Baterai Tener baterai dengan kapasitas terbesar di dunia. Berukuran 1 kontener, menampung kapasitas 6MWh. Keunggulan baterai Tener disebut tidak mengalami degradasi setidaknya selama 5 tahun. Dapat di isi ulang sampai 15 ribu kali dan pengoperasian 20 tahun.

Takaran deterjen mesin cuci tidak harus mengikuti dari pabrikan. Hanya butuh 2 sendok makan maksimum di setiap siklus mencuci, normal cukup 1 sendok makan untuk deterjen. Memberi deterjen terlalu banyak, tidak membuat pakaian lebih bersih. Rata rata deterjen mengunakan konsentrasi tinggi, atau 2x lebih kuat.

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%.

Pertama mobil listrik dengan baterai sodium ion, sebagai bahan yang berlimpah, murah dan tahan cuaca dingin. Kendaraan Yiwei dibuat pabrik Jac Motor dan Volkswagen, menempuh jarak 252km sebelum pengisian baterai.

Bumi mendapatkan suhu dari matahari. Tanpa cahaya yang cukup, bumi akan membeku. Bagaimana suhu bumi menjadi ideal, setidaknya sementara. Tetapi mengapa Bumi semakin panas, apa penyebabnya penjelasan dalam sain yang mudah di mengerti.

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.

Sebuah sekolah di Denmark memasang 12 ribu panel solar cell. Menyediakan hampir separuh kebutuhan listrik untuk sekolah sendiri.setiap tahun. Luas sekolah mencapai 25 ribu meter persegi, sedangkan panel dipasang di dinding dan atap gedung seluas 6 ribu meter.

SolPad dirancang dalam satu unit, baterai dan inverter serta switching power. Bentuk flat dapat dipasang tanpa memakan tempat, bahkan bisa ditaruh di teras rumah yang terkena cahaya matahari. Atau perangkat tipe permanen dengan sistem baterai, switching dan inverter.

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