Pendahuluan

Fotovoltaik (PV) adalah teknologi yang semakin banyak digunakan di berbagai belahan dunia sebagai solusi energi yang berkelanjutan. Dengan meningkatnya kebutuhan akan energi bersih dan terbarukan, memahami aplikasi dan integrasi PV menjadi sangat penting. Artikel ini akan membahas berbagai lokasi fisik di mana panel surya digunakan, perbedaan antara sistem on-grid dan off-grid, serta aplikasi PV yang bersifat mobile. Selain itu, artikel ini juga akan menjelaskan peran penting inverter dan tren biaya komponen PV lainnya. Pemahaman ini akan memberikan landasan yang kuat bagi mereka yang ingin mengaplikasikan teknologi PV dalam berbagai konteks.

Mari kita mulai dengan membahas implementasi fotovoltaik. Fotovoltaik dapat dipasang pada struktur melalui dua cara: tambahan dan integrasi.

1. Tambahan (Retrofitting): Fotovoltaik ditambahkan ke bangunan yang sudah ada, memberikan cara yang efektif untuk memanfaatkan energi matahari tanpa perlu membangun struktur baru. Proses ini dapat dilakukan pada berbagai jenis bangunan, dari rumah tinggal hingga gedung perkantoran besar. Fotovoltaik yang dipasang melalui metode retrofitting menyediakan listrik yang bersih dan berkelanjutan, yang pada gilirannya mengurangi ketergantungan pada sumber energi konvensional dan mengurangi biaya utilitas. Meskipun manfaat struktural dari metode ini terbatas, dengan pengecualian memperpanjang umur atap dengan melindunginya dari elemen cuaca, retrofitting tetap menjadi pilihan yang populer karena dapat diterapkan pada bangunan yang sudah ada. Selain itu, metode ini tidak memerlukan perubahan besar pada desain asli bangunan, sehingga menjadi solusi yang fleksibel dan ekonomis bagi pemilik bangunan yang ingin meningkatkan efisiensi energinya.
2. Integrasi (BIPV – Building Integrated Photovoltaics): Fotovoltaik diintegrasikan secara langsung dengan konstruksi baru, menjadi bagian integral dari desain bangunan. Pendekatan ini memiliki daya tarik estetika yang kuat, karena fotovoltaik tidak hanya berfungsi sebagai sumber energi tetapi juga sebagai elemen arsitektural yang menambah keindahan bangunan. Selain itu, BIPV memiliki keuntungan dari segi efisiensi energi, karena sistem ini dapat secara langsung meningkatkan performa bangunan dalam hal pemanasan, pendinginan, dan perlindungan suara. Dengan demikian, BIPV tidak hanya bersifat utilitarian, tetapi juga memberikan kontribusi yang signifikan terhadap kenyamanan dan kualitas hidup penghuni bangunan. Integrasi fotovoltaik ke dalam struktur bangunan juga menjadi cara termudah dan paling efisien untuk memasukkan teknologi ini sejak awal proses pembangunan, sehingga meminimalkan kebutuhan akan modifikasi di kemudian hari dan memastikan bahwa bangunan tersebut siap menghadapi tantangan energi di masa depan.

Adapun jenis lain dari implementasi fotovoltaik adalah berbasis tanah. Jenis instalasi ini dirancang untuk mengakomodasi skala besar, sering kali terdiri dari banyak modul fotovoltaik yang diatur dalam susunan yang optimal untuk menangkap sinar matahari. Fotovoltaik berbasis tanah umumnya digunakan di area yang luas dan tidak dapat dimanfaatkan untuk bangunan lain, seperti lahan tandus atau area industri. Instalasi ini memerlukan pagar atau sistem keamanan lain untuk mencegah akses yang tidak sah dan melindungi investasi dari potensi kerusakan. Selain itu, sistem fotovoltaik berbasis tanah sering dilengkapi dengan teknologi pelacakan sinar matahari yang memungkinkan modul mengikuti pergerakan matahari sepanjang hari, sehingga meningkatkan efisiensi energi yang dihasilkan. Namun, proses pembangunan fotovoltaik berbasis tanah bisa memakan waktu lebih lama dibandingkan dengan metode lain karena kompleksitas pemasangan dan kebutuhan untuk menyambungkan sistem ini ke jaringan utilitas yang ada. Meskipun demikian, fotovoltaik berbasis tanah menjadi pilihan yang sangat efektif untuk produksi energi dalam skala besar, memberikan kontribusi yang signifikan terhadap pasokan energi bersih dan berkelanjutan di berbagai wilayah.

Setelah fotovoltaik dipasang, ada pilihan untuk menggunakan sistem on-grid atau off-grid:

1. On-Grid: Sistem ini terhubung dengan jaringan utilitas yang ada, di mana listrik berlebih dikirim ke jaringan dan tambahan listrik diambil dari jaringan ketika dibutuhkan. Sistem ini tidak memerlukan baterai, namun membutuhkan inverter gelombang sinus murni untuk mengubah listrik DC dari panel surya menjadi listrik AC. On-grid adalah jenis fotovoltaik yang paling umum dipasang untuk penggunaan residensial dan komersial.
2. Off-Grid: Sistem ini tidak terhubung dengan jaringan utilitas, sehingga memerlukan baterai dan pengendali pengisian untuk mengelola pasokan listrik. Ketika beban listrik tidak dapat didukung oleh fotovoltaik, listrik diambil dari baterai. Inverter tetap diperlukan untuk mengubah listrik DC menjadi AC.

Inverter berperan penting dalam konversi listrik DC yang dihasilkan oleh panel surya dan baterai menjadi listrik AC yang digunakan oleh bangunan dan perangkat komersial. Inverter tersedia dalam berbagai ukuran, dari inverter string sedang untuk rumah hingga inverter komersial besar. Ada juga mikro inverter untuk setiap panel.

Aplikasi lain dari fotovoltaik adalah mobile dan mikro solar, yang dirancang untuk portabilitas dan tidak memerlukan inverter. Fotovoltaik ini biasanya terhubung ke baterai untuk menjaga pengisian konstan. Sistem fotovoltaik deployable dengan ukuran sedang (1-3 kW) juga digunakan untuk keperluan militer, konstruksi, dan bantuan bencana.

Harga modul fotovoltaik mengalami penurunan terbesar seiring waktu, diikuti oleh penurunan biaya pemasangan. Meski biaya inverter menurun, efisiensi inverter telah meningkat, sehingga inverter yang lebih kecil mampu menghasilkan jumlah listrik yang sama. Biaya perangkat keras lainnya tetap konstan dan berfluktuasi seiring dengan harga bahan baku dan energi. Ada juga biaya lunak seperti overhead, pajak, dan perizinan yang merupakan bagian terbesar dari biaya total fotovoltaik residensial.

Kesimpulan

Setelah mempelajari berbagai aplikasi dan integrasi fotovoltaik, Anda kini memiliki pemahaman yang lebih dalam tentang bagaimana PV dapat diterapkan dalam berbagai konteks, baik melalui penambahan pada struktur yang ada, integrasi dengan bangunan baru, maupun instalasi berbasis tanah. Anda juga telah mengenali perbedaan antara sistem on-grid, off-grid, dan aplikasi mobile, serta memahami peran inverter dalam konversi energi.

Referensi

Abrams, Neal. “Applications of PV.” Solar Energy Basics. Coursera. https://www.coursera.org/learn/solar-energy-basics/lecture/3addu/applications-of-pv

Penulis

Mochammad Farros Fatchur Roji

Desainer

Felix Tanoto