Dilihat: 0 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 27-08-2025 Asal: Lokasi
Temperatur yang tinggi menghasilkan panel surya kurang berfungsi dengan baik, terutama di tempat panas. Suhu tinggi mengganggu kinerja modul pv karena perubahan fisik dan kelistrikan. Modul surya seperti PERC, TOPCon, IBC, dan HJT kehilangan efisiensi saat menjadi panas. Koefisien suhu menunjukkan seberapa besar penurunan efisiensi. Untuk sebagian besar modul, angka ini berkisar antara -0,24 dan -0,34 %/°C. Di iklim panas, suhu panel surya bisa mencapai 65–70°C. Hal ini menyebabkan penurunan besar pada energi yang mereka hasilkan.
Efisiensi panel surya menurun ketika cuaca semakin panas. Hal ini memengaruhi seberapa banyak daya yang dihasilkan saat itu juga dan dalam setahun.
| Tipe Modul | Koefisien Suhu (%/°C) | Perkiraan Kehilangan Daya pada Kenaikan 40°C |
|---|---|---|
| PERC | -0.34 | Kerugian sekitar 13,6%. |
| TOPCon | -0.32 | Kerugian sekitar 12,8%. |
| IBC | -0.29 | Kerugian sekitar 11,6%. |
| HJT | -0.24 | Kerugian sekitar 9,6%. |
Pengaruh suhu terhadap efisiensi panel surya merupakan kekhawatiran besar bagi perancang modul pv. Studi menunjukkan bahwa koefisien suhu berbeda untuk setiap teknologi. Angka-angka ini tidak bertambah buruk seiring berjalannya waktu. Ketika suhu mempengaruhi efisiensi panel surya, hal ini berarti berkurangnya daya dan biaya yang dikeluarkan sistem energi surya.
Temperatur yang tinggi membuat panel surya bekerja kurang baik. Hal ini terjadi karena panas mengubah hal-hal di dalam modul. Perubahan ini menyebabkan panel menghasilkan lebih sedikit daya.
Jenis panel surya yang berbeda kehilangan daya pada kecepatan yang berbeda. Beberapa panel, seperti HJT dan CIGS, bekerja lebih baik dalam cuaca panas. Mereka menyimpan lebih banyak energi saat cuaca panas di luar.
Memasang panel dengan cara yang benar akan membantu panel tetap dingin. Menaikkan panel memungkinkan udara bergerak di bawahnya. Penggunaan bahan pendingin juga membantu panel bekerja lebih baik.
Bahan-bahan dalam panel surya sangat penting. Hal-hal seperti enkapsulan dan pelapis membantu panel menangani panas. Bahan-bahan ini juga membantu panel bertahan lebih lama di tempat panas.
Sistem pendingin dan teknologi pintar dapat membantu panel bekerja lebih baik. Mereka dapat membuat panel surya lebih efisien hingga 15%. Hal ini membuat energi matahari lebih berguna dan lebih murah di tempat yang hangat.
Panel surya menghasilkan listrik menggunakan efek fotovoltaik. Sinar matahari mengenai sel surya dan menggerakkan elektron. Gerakan ini menimbulkan arus listrik. Celah pita adalah energi yang dibutuhkan untuk membebaskan elektron. Modul pv yang berbeda memiliki celah pita yang berbeda. Celah pita mengubah seberapa baik sinar matahari berubah menjadi listrik.
Saat cuaca semakin panas, celah pitanya semakin kecil. Ini berarti elektron memerlukan lebih sedikit energi untuk bergerak. Namun lebih banyak elektron yang dapat bergabung kembali sebelum dikumpulkan. Seberapa baik suatu modul mendingin mempengaruhi celah pita terbaiknya. Jika modul tidak dapat mendingin dengan cepat, efisiensinya akan semakin turun. Untuk sel surya CIGSe, mengendalikan celah pita membantu voltase dan efisiensi. Hal ini menunjukkan mengapa menjaga modul tetap dingin penting untuk kinerja pv.
Catatan: Panas mengubah cara elektron bertindak di dalam modul. Ini dimulai pada tingkat atom dan mempengaruhi efisiensi.
Suhu mengubah tegangan dan arus dari modul surya. Semakin panas, tegangan rangkaian terbuka (VOC) turun. Hal ini terjadi karena lebih banyak pembawa muatan di dalam sel. Elektron dapat bergerak mundur dengan lebih mudah. Untuk panel surya silikon, tegangan turun sekitar 2,2 milivolt per derajat Celsius.
Arus hubung singkat (ISC) naik sedikit seiring dengan panas. Temperatur yang lebih tinggi memudahkan pergerakan elektron. Jadi, arus yang mengalir lebih banyak. Namun penurunan tegangan jauh lebih besar dibandingkan penguatan arus. Artinya, daya dan efisiensi modul akan menurun seiring dengan semakin panasnya suhu.
Suhu yang lebih panas membuat tegangan rangkaian terbuka turun.
Arus hubung singkat naik sedikit karena elektron lebih mudah bergerak.
Penurunan tegangan lebih besar daripada penguatan arus, sehingga efisiensi turun.
Perubahan resistansi di dalam modul juga mengubah keluaran.
Pengujian menunjukkan hal ini terjadi. Ketika panel memanas, tegangan turun, arus naik sedikit, dan output total turun. Itu sebabnya suhu menjadi kekhawatiran besar bagi para perancang tata surya.
Panas membuat elektron dan lubang lebih banyak bergabung kembali di dalam sel. Jika keduanya bergabung kembali sebelum mencapai kontak, modul akan kehilangan listrik. Suhu yang lebih panas membuat rekombinasi ini lebih sering terjadi. Hal ini menurunkan arus dan membuat panel menjadi kurang efisien.
Suhu modul mengubah jumlah elektron yang bergabung kembali.
Semakin banyak cacat pada material berarti semakin banyak titik rekombinasi.
Panas meningkatkan hambatan di dalam modul, membuat aliran arus lebih sulit.
Lebih banyak rekombinasi dan resistensi menurunkan efisiensi dan output.
Penelitian menunjukkan bahwa suhu yang lebih tinggi meningkatkan resistensi sel. Hal ini mempersulit aliran listrik melalui modul. Jadi, performanya semakin turun. Kombinasi rekombinasi dan resistensi secara bersamaan berarti cuaca panas dapat menyebabkan hilangnya daya dalam jumlah besar.
Singkatnya, suhu mempengaruhi modul pv dengan mengubah celah pita, tegangan, arus, rekombinasi, dan resistansi. Semua hal ini bekerja sama untuk menurunkan efisiensi seiring dengan semakin panasnya cuaca.
Panel surya mendapatkan peringkatnya dari Kondisi Uji Standar, yang disebut STC. STC menggunakan pengaturan lab yang sempurna. Suhu sel diatur pada 25°C. Sinar matahari sangat kuat pada 1000 W/m². Namun kehidupan nyata tidak seperti laboratorium. Di luar, panel surya menjadi lebih panas dan sinar matahari lebih lemah. Massa angin dan udara juga mengubah seberapa baik panel bekerja.
| Parameter | Kondisi Uji Standar (STC) | Kondisi Operasi Dunia Nyata (NOCT) |
|---|---|---|
| penyinaran | 1000 W/m² (intensitas sinar matahari ideal) | 800 W/m² (sinar matahari lebih rendah dan lebih khas) |
| Suhu | Suhu sel pada 25°C (77°F) | Suhu sekitar pada 20°C (68°F); suhu sel ~45°C |
| Massa Udara | 1.5 (panjang jalur atmosfer standar) | Tidak ditentukan, bervariasi menurut lokasi |
| Kecepatan Angin | Tidak dipertimbangkan | 1 m/s (mempengaruhi pendinginan dan suhu) |
Tabel tersebut menunjukkan bahwa STC seperti dunia yang sempurna. Dalam kehidupan nyata, modul surya sering kali mencapai suhu sekitar 45°C. Mereka juga mendapat lebih sedikit sinar matahari dibandingkan di laboratorium. Perubahan ini membuat panel surya menjadi kurang efisien. Dalam kehidupan nyata, panel biasanya hanya memberikan 70–80% peringkat STC-nya. Insinyur menggunakan angka-angka ini untuk menebak berapa banyak daya yang dihasilkan suatu sistem di luar laboratorium.
Hal-hal lain juga menurunkan jumlah daya yang Anda peroleh. Tabel berikut mencantumkan kerugian yang umum terjadi di tata surya nyata:
| Faktor Kerugian | Kisaran / Dampak Kerugian Khas |
|---|---|
| Efek Suhu | Efisiensi menurun seiring dengan naiknya suhu modul (misalnya, penurunan kecepatan 5-10%) |
| Pengkabelan dan Konduksi | Energi yang hilang pada kabel dan sambungan (1-3%) |
| Efisiensi Inverter | Kerugian konversi dari DC ke AC (efisiensi 95-98%) |
| Pengotoran dan Peneduh | Pengurangan hasil karena debu, kotoran, salju, naungan (2-5%) |
| Degradasi Modul | Kehilangan efisiensi tahunan sekitar 0,5% per tahun |
Panel surya bekerja lebih baik di laboratorium dibandingkan di luar ruangan. Rasio Kinerja, atau PR, membandingkan keluaran nyata dengan keluaran sempurna. Angka PR meningkat dari 66% menjadi 88%. Hal ini berarti banyak hal, seperti panas, kabel, dan usia, semuanya menurunkan efisiensi panel surya.
Koefisien suhu memberi tahu kita seberapa besar penurunan daya modul surya ketika suhu menjadi lebih panas dari 25°C. Anda dapat menemukan nomor ini di lembar data. Ini ditampilkan sebagai persen untuk setiap derajat Celsius. Insinyur menggunakan koefisien suhu untuk mengetahui berapa banyak daya yang hilang ketika panel memanas.
Koefisien suhu mempengaruhi hal-hal penting:
Tegangan sirkuit terbuka (VOC)
Arus hubung singkat (ISC)
Titik daya maksimum (Pmpp)
Misalnya, jika sebuah modul memiliki koefisien suhu -0,3%/°C, modul tersebut kehilangan 0,3% dayanya untuk setiap derajat di atas 25°C. Teknisi memeriksanya dengan mengamati bagaimana voltase, arus, atau daya berubah seiring dengan semakin panasnya panel. Koefisien suhu membantu orang merancang sistem dan menghindari masalah akibat tegangan tinggi saat cuaca dingin.
Efisiensi panel surya tergantung pada koefisien suhu. Angka yang lebih rendah berarti lebih sedikit kehilangan daya pada cuaca panas. Beberapa modul, seperti HJT, memiliki koefisien suhu yang lebih baik. Ini bagus untuk tempat yang sangat panas.
Modul surya kehilangan daya saat menjadi lebih panas. Insinyur menggunakan matematika untuk menebak berapa banyak yang hilang. Salah satu rumus suhu sel terlihat seperti ini:
Tcell = Tamb + (1 / U) * (Alpha * Ginc * (1 - Effic))
Tcell: suhu sel
Tamb: suhu lingkungan
U: faktor kehilangan panas (W/m²·K)
Alpha: koefisien penyerapan (biasanya 0,9)
Ginc : sinar matahari yang masuk (irradiance)
Efisien: efisiensi panel surya
Jika suhu udara 35°C, sinar matahari 800 W/m², dan efisiensi panel 20%, sel bisa menjadi lebih panas dari 55°C. Suhu sel yang lebih tinggi berarti lebih banyak daya yang hilang. Jika koefisien suhu adalah -0,3%/°C, kenaikan 30°C di atas 25°C berarti penurunan daya sebesar 9%.
Para ilmuwan telah mempelajari tenaga surya di atap selama bertahun-tahun. Mereka menemukan bahwa kehilangan panas merupakan bagian besar dari total kehilangan. Ini disebut kerugian penangkapan array. Seiring waktu, panel juga kehilangan efisiensi sekitar 0,5% setiap tahun. Hilangnya debu, naungan, dan kabel memperburuk keadaan.
Tip: Selalu periksa koefisien suhu dan gunakan data nyata untuk memperkirakan kerugian.
Panel surya kehilangan daya saat cuaca panas. Dengan mengukur kerugian ini, desainer dapat memilih panel terbaik dan cara memasangnya untuk mendapatkan daya lebih besar.
Panel surya menggunakan bahan berbeda untuk menghasilkan listrik dari sinar matahari. Modul silikon kristal bekerja dengan baik dalam kondisi normal. Modul silikon monokristalin dapat mencapai efisiensi hingga 26,7%. Modul polikristalin dapat mencapai efisiensi 24,4%. Modul film tipis, seperti CIGS, memiliki efisiensi yang lebih rendah. Tapi mereka bekerja lebih baik di tempat yang panas. Modul CIGS kehilangan efisiensinya saat menjadi panas. Koefisien suhunya hanya -0,36%/°C. Modul silikon kristal memiliki koefisien suhu yang lebih tinggi. Ini berarti mereka kehilangan lebih banyak tenaga saat cuaca panas. Modul film tipis juga bekerja lebih baik ketika cahayanya lebih sedikit atau ada sedikit bayangan.
| Jenis Modul | Kisaran Efisiensi (%) | Koefisien Suhu (%/ºC) | Sensitivitas Suhu dan Ringkasan Kerugian Efisiensi |
|---|---|---|---|
| C-Si monokristalin | 15 - 20 | -0.446 | Efisiensi tinggi tetapi kehilangan lebih banyak daya saat semakin panas |
| Polikristalin c-Si | 13 - 16 | -0.387 | Efisiensi sedang dan sensitivitas sedang terhadap panas |
| Film Tipis CIGS | 10 - 14,5 (khas) | -0.36 | Efisiensi lebih rendah tetapi tidak terlalu terpengaruh oleh panas, bekerja lebih baik dalam kondisi panas dan cahaya redup |
Modul film tipis tetap bekerja dengan baik dalam kondisi panas dan cahaya yang berubah-ubah. Modul silikon kristal memiliki efisiensi puncak yang lebih tinggi namun kehilangan lebih banyak daya saat menjadi panas.
Teknologi tenaga surya terus menjadi lebih baik. Modul HJT mencapai efisiensi hingga 26,56% di laboratorium. Mereka mempertahankan kinerja yang baik bahkan ketika cuaca panas. Koefisien suhunya sekitar -0,25%/°C. Jadi, mereka kehilangan lebih sedikit daya saat cuaca panas. Modul TOPCon memiliki efisiensi tinggi dan tidak terlalu mahal. Koefisien suhunya mendekati -0,32%/°C. Modul IBC menggunakan desain kontak belakang. Ini membantu mengurangi bayangan dan memberikan efisiensi 22–24%. Koefisien suhunya sekitar -0,29%/°C. Modul PERC sering digunakan tetapi kehilangan efisiensi karena panas.
| Teknologi | Koefisien Suhu (%/°C) | Perkiraan Kehilangan Daya (25°C hingga 65°C) | Karakteristik Efisiensi dan Konteks Aplikasi |
|---|---|---|---|
| HJT | Sekitar -0,243% | Sekitar 9,72% | Stabilitas suhu terbaik; efisiensi lebih dari 24%; degradasi rendah; baik untuk tempat yang panas dan cerah serta penggunaan bangunan. |
| TOPCon | Sekitar -0,32% | Sekitar 12,8% | Koefisien suhu sedang; batas efisiensi sekitar 28,7%; harga bagus; bekerja dengan baik di tempat yang hangat. |
| IBC | Sekitar -0,29% | Sekitar 11,6% | Efisiensi tinggi (22-24%); terlihat bagus; lebih sedikit bayangan; cocok untuk bangunan mewah. |
| PERC | Sensitivitas suhu lebih tinggi | Kehilangan daya lebih tinggi dibandingkan yang lain | Sering digunakan tetapi kehilangan lebih banyak daya karena panas; efisiensi turun lebih banyak pada suhu tinggi. |
Modul surya bertindak berbeda di luar laboratorium. Di tempat panas, modul silikon kristalin kehilangan 8–9% energi tahunannya karena panas. Modul film tipis hanya kehilangan sekitar 5%. Modul CIGS menjaga rasio kinerja yang lebih baik antara 10–50°C. Hal-hal seperti debu, kelembapan, dan angin juga mengubah seberapa baik modul pv bekerja. Debu dan kelembapan dapat menyebabkan hilangnya daya hingga 30%. Metode pendinginan, seperti sistem hibrida PV-termal, membantu panel bekerja lebih baik di tempat panas.
| Teknologi Fotovoltaik | Kerugian Termal di Iklim Panas | Rasio / Efek Kinerja di Iklim Panas |
|---|---|---|
| Silikon mono-kristal (mono-c-Si) | 8% kehilangan energi tahunan | Rasio kinerja lebih rendah dibandingkan CIGS; kehilangan lebih banyak daya saat panas |
| Silikon Multi-kristal (multi-c-Si) | 9% kehilangan energi tahunan | Kerugian serupa seperti mono-c-Si; panas menurunkan kinerja |
| Teknologi Film Tipis | 5% kehilangan energi tahunan | Lebih baik dalam menangani panas; kehilangan lebih sedikit kekuatan |
| Silikon Amorf (a-Si) | T/A | Bekerja lebih baik di bulan-bulan hangat karena anil termal |
| Tembaga Indium Gallium Selenida (CIGS) | T/A | Rasio kinerja lebih tinggi dibandingkan PV silikon kristal antara 10–50°C |
Kinerja modul PV tergantung pada jenis, cuaca, dan cara pengaturannya. Memilih modul surya yang tepat membantu mendapatkan lebih banyak energi dan menghemat uang, terutama di tempat yang panas.
Sumber Gambar: pexels
Bahan enkapsulasi menjaga sel surya aman dari panas dan air. Mereka juga melindungi dari benturan dan tekanan. Jenis enkapsulan mengubah seberapa baik modul menangani panas. Ini juga mempengaruhi berapa lama modul tersebut bertahan.
EVA tumbuh lebih banyak daripada logam dan silikon saat menjadi panas. Hal ini membuat tekanan di dalam modul saat pemanasan dan pendinginan.
Stres dapat menyebabkan keretakan atau patahnya bagian dalam modul.
Memilih enkapsulan yang tepat menurunkan kemungkinan kerusakan. Ini membantu modul tetap kuat.
Berapa banyak enkapsulan yang meregang dan menyusut mempengaruhi bagaimana lapisan-lapisannya saling menempel. Ini mengubah betapa sulitnya modul ini.
Menambahkan bahan seperti SiC, BN, atau ZnO ke EVA membantu panas keluar lebih cepat. Misalnya, pencampuran 30% SiC membuat efisiensi termal mencapai 70,02%. Efisiensi listrik meningkat hingga 16,94% karena sel tetap dingin.
Aliran panas yang lebih baik dari bahan tambahan ini dapat membuat daya meningkat lebih dari 7%.
Tip: Menggunakan bahan enkapsulasi yang baik dan bahan tambahan khusus membantu modul pv tetap dingin dan bekerja lebih baik di tempat panas.
Bagaimana kabel dan jalur modul dibangun membantu mengontrol panas dan listrik. Para ilmuwan menemukan bahwa penggunaan film grafit dan aluminium di lembar belakang mendinginkan modul silikon kristal. Pendinginan ini membuat konversi tegangan dan daya menjadi lebih baik. Jalur panas yang baik pada bingkai dan lembar belakang memindahkan panas dari sel. Menambahkan bahan pengubah fasa dengan logam akan semakin mendinginkan modul. Suhu bisa turun hingga 21,9 K. Efisiensi listrik bisa meningkat sebesar 9%. Desain jalur konduktif yang cerdas menurunkan kehilangan panas dan meningkatkan keluaran sistem pv.
Panas yang tinggi membuat modul menjadi tua dan rusak lebih cepat. Seiring waktu, panas, sinar matahari, dan air menyebabkan karat, retakan, dan material yang melemah. Degradasi yang Diinduksi Cahaya (LID) dan Degradasi yang Diinduksi Potensial (PID) adalah masalah umum. LID terjadi ketika sinar matahari mengubah bahan kimia dalam sel silikon. Hal ini menyebabkan hilangnya daya lebih awal. PID berasal dari perbedaan tegangan tinggi. Hal ini menyebabkan kebocoran arus dan penurunan daya yang besar. Lapisan enkapsulasi dapat menguning, retak, atau berhenti menempel. Hal ini menyebabkan lebih sedikit cahaya yang masuk. Lembaran belakang dapat rusak karena panas dan air. Hal ini memungkinkan kelembapan masuk dan menyebabkan kebocoran. Retakan kecil dan garis logam terlepas juga menurunkan efisiensi. Menggunakan bahan yang kuat dan desain yang bagus, seperti modul kaca-kaca dan lembaran belakang tahan UV, memperlambat masalah ini. Deskripsi
| Mekanisme | dan Penyebab | Pengaruh pada Modul PV dan Laju Degradasi |
|---|---|---|
| Degradasi yang Diinduksi Potensial (PID) | Tegangan tinggi menggerakkan ion dan membuat jalur. Ion natrium dalam gelas membantu hal ini terjadi. | Kehilangan efisiensi hingga 30%; kehilangan daya ~2,02% per tahun. |
| Degradasi Akibat Cahaya (LID) | Sinar matahari mempercepat oksidasi dalam sel silikon. | Hilangnya efisiensi hingga 10%, sebagian besar terjadi pada tahun pertama. |
| Penuaan Enkapsulasi | Sinar UV dan panas membuat produk menguning, pecah-pecah, dan kehilangan rasa lengket. | Lebih sedikit cahaya yang masuk; efisiensi menurun seiring waktu. |
| Degradasi Lembar Belakang | Panas dan air menyebabkan kerusakan dan pengelupasan. | Lebih banyak kelembapan dan karat; kegagalan awal. |
| Degradasi Sel | Retakan kecil dan garis logam terlepas karena panas. | Kehilangan daya dan efisiensi yang lebih rendah. |
| Formasi Hotspot | Masalah sel atau debu membuat beberapa titik menjadi terlalu panas. | Lebih banyak kerusakan dan kehilangan efisiensi. |
| Stres Mekanis | Peregangan dan penyusutan menyebabkan keretakan. | Sambungan solder dan sel pecah. |
| Akumulasi Kotoran/Debu | Debu menghalangi cahaya dan menimbulkan titik api. | Kehilangan daya sebesar 1,27% per g/m² debu. |
Catatan: Panas tinggi memperburuk semua masalah ini karena mempercepat perubahan kimia dan memberi tekanan pada material. Memilih bahan yang bagus dan desain yang cerdas membantu modul bertahan lebih lama di tempat yang sulit.
Suhu sekitar dan sinar matahari mempengaruhi cara kerja panel surya. Ketika suhu menjadi lebih panas dari 25°C, panel kehilangan efisiensi sekitar 0,3% hingga 0,5% untuk setiap derajat. Di tempat yang sangat panas, suhu panel bisa mencapai 60°C. Hal ini dapat membuat mereka kehilangan 10–15% kekuatannya dibandingkan dengan ratingnya. Tempat dingin dengan sinar matahari yang kuat dapat membantu panel bekerja lebih baik, sehingga meningkatkan efisiensi sebesar 5–7%. Lebih banyak sinar matahari berarti lebih banyak energi total, meskipun sebagian energi hilang karena panas. Suhu panel biasanya 20–40°C lebih panas daripada suhu udara, jadi cuaca lokal sangatlah penting. Angin membantu mendinginkan panel. Sedikit angin saja, misalnya 1 m/s, dapat menurunkan suhu panel sebesar 5–11°C. Tabel di bawah menunjukkan bagaimana hal-hal ini mengubah kinerja panel surya:
| Faktor/Kondisi | Pengaruh pada Efisiensi PV/Output | Penjelasan/Contoh |
|---|---|---|
| Kenaikan suhu (>25°C) | Kehilangan efisiensi sebesar 0,3% hingga 0,5% per kenaikan 1°C | Suhu panel dapat mencapai 60°C menyebabkan penurunan keluaran daya sebesar 10-15% dibandingkan dengan efisiensi terukur |
| Kondisi sangat dingin (0°C) | Peningkatan efisiensi sebesar 5-7% di atas nilai output | Iklim dingin dengan radiasi tinggi meningkatkan efisiensi |
| Penyinaran matahari yang tinggi | Meningkatkan keluaran energi total meskipun terjadi penurunan suhu | Hari yang panas dan cerah menghasilkan lebih banyak energi dibandingkan hari yang sejuk dan berawan |
| Kecepatan angin | Efek pendinginan mengurangi suhu panel sebesar 5-11°C pada 1 m/s | Pendinginan meningkatkan efisiensi |
Di tempat tropis, kelembapan dan panas yang tinggi dapat membuat efisiensi turun hingga 28,7%. Memeriksa dan membersihkan panel sering kali membantu menjaganya tetap berfungsi dengan baik.
Aliran udara sangat penting untuk menjaga panel tetap dingin. Saat udara bergerak melewati kedua sisi panel, panas akan hilang lebih cepat. Jika panel ditinggikan di atas atap, udara dapat mengalir di bawahnya dan lebih mendinginkannya. Warna atap juga penting. Atap gelap di bawah panel terkadang bisa tetap lebih dingin dibandingkan jika tidak ada panel. Atap yang terang atau mengkilat mungkin membuat udara di sekitar panel menjadi lebih hangat. Atap sejuk dengan panel dapat membuat area lebih sejuk di malam hari, namun atap itu sendiri mungkin tetap hangat karena panel menghalangi keluarnya panas. Cara pemasangan panel juga penting. Panel yang dipasang di atap biasanya lebih panas 5–10°C dibandingkan panel yang dipasang di tanah karena lebih sedikit udara yang bergerak di sekitarnya.
Tip: Menaikkan panel dan membiarkan udara mengalir di bawahnya membantu menjaga panel tetap dingin dan bekerja lebih baik.
Waktu dalam setahun dan tempat Anda tinggal mengubah seberapa baik panel bekerja. Di tempat panas, panel kehilangan efisiensi sekitar 0,4% untuk setiap derajat di atas 25°C. Lokasi Anda di Bumi mengubah sudut matahari dan lamanya matahari bersinar, sehingga tempat yang jauh dari khatulistiwa mengalami perubahan yang lebih besar sepanjang tahun. Daerah tropis memiliki masalah tambahan berupa awan dan kelembapan, yang menghalangi sinar matahari dan dapat menyebabkan air menumpuk di panel. Debu di gurun juga dapat menurunkan efisiensi jika panel tidak sering dibersihkan. Tempat yang lebih sejuk seringkali memiliki efisiensi yang lebih baik, meskipun sinar mataharinya lebih sedikit. Setiap tempat memerlukan rencana desain dan pembersihannya sendiri untuk mendapatkan energi paling banyak sepanjang tahun.
Tempat-tempat panas membutuhkan pendinginan dan pembersihan yang baik.
Tempat yang lebih dingin kehilangan efisiensi akibat panas.
Daerah tropis harus menghadapi kelembapan dan awan.
Tempat-tempat gurun perlu mengendalikan debu.
Seberapa baik panel surya bekerja bergantung pada banyak hal yang mengubah suhunya, jadi memilih pengaturan yang tepat untuk setiap tempat sangatlah penting.
Hasil tahunan berarti berapa banyak listrik yang dihasilkan tata surya dalam satu tahun. Cuaca panas membuat panel menjadi kurang efisien sehingga menghasilkan lebih sedikit energi. Jika efisiensi turun 10–15% di tempat panas, total energi juga akan turun. Penurunan ini mengubah levelized cost of electric (LCOE). LCOE adalah harga rata-rata untuk menghasilkan satu unit listrik selama umur sistem. Jika panel surya kurang efisien, setiap kilowatt-jam membutuhkan lebih banyak uang. Di daerah panas, tata surya seringkali memiliki LCOE yang lebih tinggi. Hal ini karena panel bekerja lebih buruk dan memerlukan lebih banyak pembersihan atau pendinginan.
Cara Anda merancang sistem memengaruhi jumlah uang yang Anda hemat. Insinyur menggunakan bahan khusus dan trik pendinginan untuk menjaga panel tetap dingin. Misalnya, bahan pengubah fasa (PCM) dapat mendinginkan panel hingga 34°C. Panel yang lebih dingin berfungsi lebih baik, sehingga uang Anda kembali lebih cepat. Menggunakan air dengan PCM dapat membuat panel lebih efisien hingga 13,7%. Debu dapat menurunkan efisiensi hampir 12%. Membersihkan debu akan menjaga energi tetap tinggi dan menjadikan sistem lebih bernilai. Tabel di bawah ini menunjukkan bagaimana pilihan desain mengubah kinerja dan biaya:
| Aspek Desain Sistem | Dampak terhadap Kinerja | Dampak Ekonomi |
|---|---|---|
| Integrasi PCM | Menjadikan panel lebih dingin, meningkatkan efisiensi | Pengembalian lebih cepat, investasi lebih baik |
| Strategi Pendinginan (Air + PCM) | Efisiensi lebih tinggi, kontrol panas lebih baik | Lebih banyak energi, keuntungan lebih tinggi |
| Mitigasi Debu | Menjaga panel tetap berfungsi dengan baik | Menjaga output tetap tinggi, menambah nilai |
| Pemilihan Jenis PCM | Pendinginan terbaik untuk sistem | Perubahan biaya dan desain |
Beberapa tata surya dapat mencapai efisiensi 37% tetapi biayanya lebih mahal dan membutuhkan sinar matahari yang kuat. Sistem kemiringan tetap lebih murah dan dapat digunakan di banyak tempat. Insinyur memilih sistem terbaik untuk sinar matahari dan anggaran di setiap area.
Panel surya kehilangan efisiensi seiring waktu karena panas, debu, dan penuaan. Kebanyakan panel kehilangan efisiensi sekitar 0,5% setiap tahun. Di tempat yang panas, hal ini dapat terjadi lebih cepat dan memerlukan biaya lebih banyak di kemudian hari. Ketika panel rusak, panel tersebut menghasilkan lebih sedikit energi dan menghemat uang. Pemilik harus merencanakan kerugian ini ketika memikirkan pengembalian dan penghematan. Menggunakan bahan yang kuat dan desain yang cerdas membantu memperlambat kerusakan dan melindungi uang Anda.
Desain yang baik dan perawatan rutin membantu panel surya bertahan lebih lama dan menghemat uang, bahkan di iklim sulit.
Insinyur menggunakan berbagai cara untuk menjaga panel surya tetap dingin. Mereka memilih pendinginan pasif, seperti membiarkan udara bergerak di sekitar panel. Unit pendingin membantu menghilangkan panas berlebih tanpa menggunakan lebih banyak energi. Menaikkan panel dan memberikan ruang di bawahnya memungkinkan udara mengalir dan mendinginkannya. Mengubah cara panel menghadap matahari dan memiringkannya membantu menghentikan penumpukan panas. Ini juga membantu panel mendapatkan lebih banyak sinar matahari. Beberapa pengaturan menggunakan bahan pengubah fasa, seperti jeli parafin, untuk menyerap panas dan mengeluarkannya nanti. Metode ini membantu mengontrol suhu dan menjaga panel tetap berfungsi dengan baik.
Memilih bahan yang tepat membantu menjaga panel tetap dingin. Lapisan mengkilap dan atap berwarna terang tidak menyerap banyak panas. Panel dengan reflektansi sub-bandgap tinggi memantulkan kembali sinar matahari yang tidak dapat digunakan. Ini membuat mereka tetap sejuk. Bahan dengan emisivitas tinggi melepaskan panas lebih cepat. Trik ini membantu panel bertahan lebih lama dan bekerja lebih baik.
Pendinginan sangat penting untuk panel surya. Pendinginan pasif, seperti material pengubah fasa, dapat membuat panel memberikan daya sekitar 9% lebih banyak. Pendinginan aktif menggunakan air atau udara untuk mendinginkan panel tetapi biayanya lebih mahal dan pengaturannya lebih sulit. Sistem hibrida memadukan pendingin termoelektrik dan bahan pengubah fasa untuk hasil yang lebih baik. Beberapa pendingin hibrid dapat menurunkan suhu panel lebih dari 40°C. Mereka juga dapat membuat panel bekerja hingga 15% lebih baik. Ide-ide ini membantu panel tetap sejuk di tempat panas.
Pelapis cerdas membantu panel menyerap lebih banyak cahaya dan mencegah debu. Beberapa lapisan membersihkan dirinya sendiri dan menghentikan pantulan. Bahan pengubah fase dua lapis membantu menjaga suhu panel tetap stabil dengan menyerap dan mengeluarkan panas. Pemantauan real-time menggunakan kecerdasan buatan untuk mengamati dan mengubah cara kerja panel. Alat-alat ini membantu panel tetap menghasilkan listrik bahkan ketika cuaca berubah.
| Jenis Solusi | Manfaat Dampak | Contoh |
|---|---|---|
| Lapisan Nano Hibrid | Kurangi pantulan dan hentikan debu | Lebih banyak foton yang digunakan |
| Pemantauan AI | Mengubah pengaturan seiring perubahan cuaca | Mendapat lebih banyak energi |
| Lapisan PCM | Ambil dan keluarkan panas untuk menjaga panel tetap dingin | Lebih sedikit kerusakan akibat panas |
Beberapa jenis panel surya bekerja lebih baik saat cuaca panas. Modul HJT kehilangan lebih sedikit energi dan menghasilkan lebih banyak daya di tempat tropis dan kering. Sel CIGS tetap bekerja dengan baik meskipun cuaca sangat hangat. Modul CdTe dapat menghasilkan energi hingga 6% lebih banyak dibandingkan modul silikon dalam cuaca panas. Memilih teknologi terbaik membantu panel bekerja lebih baik dan bertahan lebih lama di tempat panas.
Para ilmuwan menemukan cara baru untuk membantu panel surya menghasilkan panas. Mereka menggunakan bahan khusus untuk membuat panel lebih kuat di cuaca panas. Beberapa ilmuwan memasukkan MOF kecil ke dalam sel surya perovskit. MOF ini memberi sel bentuk yang lebih fleksibel dan permukaan yang lebih besar. Ini membantu menghentikan kerusakan akibat sinar matahari dan panas. Dalam sel surya CIGS, lapisan Al2O3 yang sangat tipis melindungi sel. Lapisan ini tebalnya hanya 10 nanometer. Itu membuat air keluar dan menghentikan masalah listrik. Oleh karena itu, sel-sel mempertahankan sekitar 80% kekuatannya setelah berada di tempat yang panas dan basah dalam waktu lama. Nanofluida dan bahan nano berbasis parafin membantu mendinginkan panel. Mereka memindahkan panas dari panel. Nanofluida karbon hitam dan bahan pengubah fasa dengan nanopartikel menjaga suhu tetap stabil. Bahan-bahan baru dan teknologi nano ini membantu panel surya bertahan lebih lama dan bekerja lebih baik saat cuaca panas.
Pelapis cerdas dan kecerdasan buatan membantu panel surya menangani panas. Tabel di bawah ini menunjukkan bagaimana alat-alat ini membantu:
| Mekanisme | Deskripsi | Pengaruh terhadap Efisiensi PV pada Suhu Tinggi |
|---|---|---|
| Lapisan Nano Hibrid | Turunkan pantulan, gunakan lebih banyak sinar UV/IR, dan blokir debu | Lebih banyak cahaya yang digunakan, lebih sedikit daya yang hilang karena kotoran |
| Bahan Perubahan Fase (PCM) | Ambil dan keluarkan panas untuk menjaga suhu panel tetap stabil | Lebih sedikit kerusakan akibat panas, masa pakai panel lebih lama |
| Sistem Adaptif Berbasis AI | Gunakan pembelajaran mesin untuk mengubah pengaturan dan mengikuti matahari | Lebih banyak tenaga yang dihasilkan, bahkan saat cuaca panas |
Pelapis cerdas membantu panel menyerap lebih banyak cahaya dan tetap bersih. PCM menyimpan panas ekstra di siang hari dan mengeluarkannya saat sudah dingin. Ini membantu menjaga panel agar tidak terlalu panas. Sistem AI memantau cuaca dan mengubah cara kerja panel. Hal ini membantu panel menghasilkan lebih banyak energi, bahkan saat cuaca sangat panas.
Sistem hibrida dan canggih menggunakan banyak cara untuk melawan panas dan bekerja lebih baik. Tata surya hibrida memadukan panel fotovoltaik dengan pompa panas sumber tanah. Mereka juga menggunakan suku cadang khusus untuk setiap iklim. Insinyur memilih ukuran yang tepat untuk kolektor, penukar panas, dan tangki penyimpanan. Ini membantu menyeimbangkan kebutuhan pemanas dan listrik. Bahan pengubah fasa dalam sistem ini menyimpan panas dan membantu mendinginkan panel. Ini mencegah panel menjadi terlalu panas. Sistem kontrol mengelola energi dan menurunkan kebutuhan listrik jaringan. Ini berguna di tempat yang panas. Sistem hibrida fotovoltaik-termal (PVT) menghasilkan listrik dan panas. Sistem ini menggunakan pendinginan untuk menjaga panel tetap berfungsi dengan baik, bahkan pada siang hari saat cuaca terpanas. Insulasi tingkat lanjut, seperti aerogel, dan kontrol cerdas menggunakan pembelajaran mesin, membantu sistem ini bertahan lebih lama dan bekerja lebih baik. Desain hibrida menurunkan emisi gas rumah kaca dan menjadikan energi surya lebih andal di tempat panas.
Panel surya tidak berfungsi dengan baik saat cuaca panas. Setiap jenis panel bereaksi terhadap panas dengan caranya sendiri. Koefisien temperatur memberitahu kita berapa banyak daya yang hilang saat panas. Orang dapat membuat panel berfungsi lebih baik dengan memilih cara pemasangan yang baik dan menggunakan bahan yang tepat.
Untuk mendapatkan hasil terbaik, sebaiknya minta bantuan ahlinya sebelum menyiapkan tata surya. Ini membantu memastikan panel berfungsi dengan baik di mana pun Anda tinggal.
Koefisien suhu menunjukkan berapa banyak daya yang hilang pada panel surya ketika suhunya melebihi 25°C. Jika koefisiennya lebih rendah, panel tidak kehilangan banyak daya dalam cuaca panas.
Temperatur yang tinggi membuat panel surya lebih cepat menua. Dapat menyebabkan retakan dan bintik kuning. Bahannya lebih cepat terurai. Hal ini membuat panel menjadi kurang efisien dan memperpendek umurnya.
Modul HJT dan CIGS bekerja paling baik di tempat panas. Mereka memiliki koefisien suhu yang lebih rendah. Ini berarti mereka kehilangan lebih sedikit daya saat cuaca panas. Panel ini menjaga efisiensinya lebih tinggi di area hangat.
Ya. Sistem pendingin seperti bahan pengubah fasa atau pendingin air membantu menjaga panel tetap dingin. Sistem ini dapat membuat panel hingga 15% lebih efisien dalam cuaca yang sangat panas.
Debu menghalangi sinar matahari dan membuat beberapa tempat menjadi lebih panas. Hal ini meningkatkan suhu panel dan menyebabkan hilangnya daya lebih banyak. Membersihkan panel sering kali membantu menjaganya tetap dingin dan bekerja lebih baik.
