Efisiensi sistem fotovoltaik adalah pengukuran seberapa banyak energi matahari yang tersedia yang diubah sel surya menjadi energi listrik. Kebanyakan sel surya silikon memiliki efisiensi maksimum sekitar 15 persen. Namun, bahkan tata surya dengan efisiensi 15 persen dapat memberi daya pada rata-rata rumah dengan cara yang hemat biaya.
Dari Mana Energi Itu Berasal?
Energi dalam sinar matahari datang dalam paket yang disebut foton. Foton ini membawa sejumlah energi tertentu tergantung pada panjang gelombangnya. Ketika panjang gelombang berkurang, energi foton meningkat. Foton ini membangkitkan elektron dalam sel surya, yang menyebabkan mereka mengalir melalui sirkuit, menciptakan arus listrik. Untuk membebaskan elektron dalam silikon, sebuah foton membutuhkan energi setidaknya 1,1 elektron volt. Elektron volt adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan elektron melalui beda potensial satu volt. Jika foton memiliki lebih dari 1,1 elektron volt, elektron akan bergerak melalui sirkuit, tetapi kelebihan energi akan dilepaskan sebagai panas. Inilah salah satu alasan mengapa sel surya memiliki efisiensi yang rendah; mereka hanya membutuhkan jumlah energi yang sangat spesifik untuk bekerja.
Berapa Banyak Kekuatan yang Diberikan Matahari?
Matahari memberikan jumlah kekuatan yang berbeda tergantung di mana Anda berada di Bumi dan di mana ia berada di langit. Panel surya biasanya dinilai dengan asumsi kondisi standar yang dikenal sebagai AM1.5. Ini adalah singkatan dari massa udara 1,5, yang merupakan kondisi pengujian yang diterima untuk panel surya. Pada AM1.5, matahari menyediakan 1.000 watt per meter persegi. Namun, energi matahari yang tersedia sebenarnya bervariasi menurut lokasi, kondisi cuaca, dan waktu.
Berapa Persen Tenaga Matahari yang Dapat Digunakan Sel Surya?
Untuk memahami kekuatan matahari, kami menggunakan model radiasi yang disebut spektrum benda hitam. Spektrum benda hitam memberitahu kita distribusi energi benda pada panjang gelombang yang berbeda. Berdasarkan spektrum benda hitam, 23 persen energi dari matahari memiliki panjang gelombang yang terlalu panjang untuk berguna bagi panel surya. Foton itu hanya akan melewati sel. Panjang gelombang lain memiliki beberapa kelebihan energi. Faktanya, 33 persen energi matahari lainnya adalah energi berlebih yang juga tidak dapat digunakan untuk sel surya silikon. Oleh karena itu, ini hanya menyisakan 44 persen energi matahari yang tersedia untuk sel surya silikon. Lebih banyak energi ini hilang karena refleksi dan proses lain di dalam sel itu sendiri. Oleh karena itu, sementara efisiensi maksimum teoritis mungkin lebih tinggi, efisiensi sebenarnya dari sel silikon biasanya sekitar 15 persen.
Bagaimana Kami Meningkatkan Efisiensi Panel?
Untuk meningkatkan efisiensi panel surya, kami dapat meningkatkan dan mendiversifikasi bahan yang kami gunakan untuk membuatnya. Bahan yang berbeda membutuhkan jumlah energi foton yang berbeda untuk menghasilkan arus. Oleh karena itu, panel hibrida dapat menutupi sejumlah nilai volt elektron yang berbeda untuk memaksimalkan energi yang ditangkap. Satu masalah dengan pendekatan ini adalah biaya produksi. Panel surya standar terbuat dari silikon, yang tersedia secara luas dan dipahami dengan baik. Karena bahan yang digunakan dalam panel surya menjadi lebih langka dan lebih khusus, biaya produksi meningkat. Oleh karena itu, peningkatan efisiensi datang pada peningkatan biaya.