Sel surya: Modul surya mana yang saat ini menawarkan teknologi terbaik dan kinerja tertinggi?

Perkembangan teknologi dalam sel surya terus maju dengan pesat. Apa yang dianggap mutakhir dan inovatif kemarin seringkali menjadi usang besok. Kemajuan teknologi membuat sistem semakin kuat dan efisien, yang menyebabkan meningkatnya permintaan listrik PV. Permintaan ini kemungkinan akan semakin meningkat berkat Undang-Undang Perlindungan Iklim dan tujuan Jerman untuk mencapai netralitas iklim pada tahun 2045, itulah sebabnya peningkatan signifikan dalam energi terbarukan diperkirakan akan terjadi dalam beberapa tahun mendatang.

Efisiensi teknologi PV sangat bergantung pada berbagai jenis modul surya yang digunakan. Di Jerman, empat jenis modul khususnya mendominasi penggunaan sistem PV. Kami akan menyajikan kelebihan dan kekurangannya, serta prospek masa depannya.

Modul surya: Apa saja jenisnya?

Berbagai jenis modul PV dicirikan oleh perbedaan desain teknis yang terkadang signifikan. Hal ini mengakibatkan kinerja, masa pakai, dan biaya yang sangat bervariasi. Kita akan membahasnya lebih detail di bawah ini:

• Modul kaca-kaca / kaca ganda
• Modul polikristalin
• Modul monokristalin
• Modul film tipis
• Modul CIS/CIGS

Pada modul kaca dengan teknologi sel bifasial, cahaya ditangkap baik di bagian depan maupun belakang modul. Meningkatkan jumlah cahaya yang ditangkap akan meningkatkan efisiensi modul.

Berkaitan dengan ini:

• Sel surya bifasial – Informasi menarik tentang modul surya
• BSC – Sel Surya Bifasial: Sejarah sel surya bifasial atau dua permukaan
• Modul surya: Modul bifasial untuk efisiensi lebih tinggi dan hasil cahaya yang lebih banyak – konsultasi, perencanaan & solusi

Modul PV polikristalin, seperti halnya modul monokristalin, terbuat dari silikon. Setelah silikon dilelehkan, ia dituangkan ke dalam cetakan persegi panjang yang memanjang dan didinginkan secara perlahan. Struktur kristal yang dihasilkan kemudian dipisahkan dalam langkah produksi selanjutnya dan diiris menjadi wafer, yang membentuk sel surya polikristalin. Secara visual, sel surya polikristalin dibedakan oleh warnanya yang biru mencolok.

Proses ini memiliki keunggulan karena relatif murah, itulah sebabnya modul PV polikristalin termasuk sel surya yang paling banyak digunakan untuk waktu yang lama. Teknologi ini telah terbukti beroperasi selama bertahun-tahun dan karenanya sangat andal. Selain kerentanannya yang rendah terhadap kerusakan, umur pakai yang panjang adalah keunggulan lain dari sistem ini. Namun, proses manufaktur memiliki kelemahan berupa terciptanya ketidaksempurnaan pada antarmuka antara kristal-kristal individual. Hal ini mengakibatkan efisiensi sel surya ini hanya rata-rata, yaitu 12 hingga 16%. Akibatnya, ruang yang dibutuhkan meningkat dan efisiensi menurun.

Dua kelemahan lain yang dimiliki modul polikristalin dan monokristalin adalah bobotnya yang relatif tinggi dan penurunan performa dalam kondisi cahaya difus dan suhu tinggi.

Modul monokristalin juga terbuat dari silikon. Tidak seperti modul polikristalin, silikon dilebur untuk kedua kalinya, menghasilkan kristal tunggal berbentuk kolom (karena itu disebut "mono"). Modul ini tidak mengalami kehilangan gesekan yang diamati pada modul polikristalin. Hal ini menyebabkan efisiensi yang lebih tinggi hingga 20% pada sel surya berkilauan biru tua hingga hitam ini.

Selain kerentanannya yang rendah terhadap kerusakan dan desainnya yang telah terbukti selama beberapa dekade, modul monokristalin dicirikan oleh ukurannya yang lebih kecil. Namun, modul ini relatif mahal untuk diproduksi. Selain itu, modul ini relatif berat dan memiliki efisiensi yang berkurang dalam kondisi pencahayaan yang buruk dan suhu tinggi.

Singkatnya, kedua jenis modul kristalin menawarkan kinerja yang efektif. Namun, keduanya relatif berat, dengan modul surya monokristalin menjadi pilihan yang lebih baik di ruang terbatas karena efisiensinya yang lebih tinggi. Efisiensi yang lebih tinggi ini menyebabkan adopsi yang lebih luas dibandingkan sel surya polikristalin, meskipun harganya lebih tinggi.

Namun, fakta bahwa modul polikristalin hingga sepertiga lebih murah (per kWp) memastikan bahwa modul ini tetap sangat populer, terutama untuk sistem PV yang lebih besar tanpa kendala ruang.

Sesuai namanya, modul film tipis dicirikan oleh ketebalannya yang sangat rendah. Secara tradisional, modul film tipis diproduksi menggunakan semikonduktor yang terbuat dari silikon amorf. Dalam sistem ini, bahan substrat, biasanya terbuat dari kaca, dilapisi dengan lapisan tipis. Metode konstruksi ini menghasilkan sel surya film tipis yang kira-kira 100 kali lebih tipis daripada dua modul surya yang terbuat dari wafer silikon.

Dalam teknologi mikroelektronika, fotovoltaik, dan mikrosistem, wafer adalah cakram bundar atau persegi dengan ketebalan sekitar satu milimeter. Wafer diproduksi dari bahan baku monokristalin atau polikristalin (semikonduktor), yang dikenal sebagai ingot, dan biasanya berfungsi sebagai substrat (pelat dasar) untuk komponen elektronik, termasuk sirkuit terpadu (IC, "chip"), komponen mikromekanik, dan lapisan fotolistrik. Dalam produksi komponen mikroelektronika, beberapa wafer biasanya digabungkan menjadi satu batch dan diproses secara berurutan atau paralel.

Ini juga merupakan salah satu keunggulan terbesar modul film tipis, karena bobotnya yang ringan membuatnya sangat fleksibel dan serbaguna. Oleh karena itu, modul ini tidak lagi hanya digunakan dalam sistem PV besar, tetapi juga untuk pembangkit listrik di jam tangan dan perangkat elektronik kecil lainnya. Selain itu, modul film tipis mudah diproduksi dan murah karena kebutuhan bahan bakunya yang rendah, yang semakin mendorong penggunaannya secara luas. Lebih lanjut, kurva kinerjanya tidak terlalu mendatar dalam kondisi pencahayaan yang tidak menguntungkan seperti pada dua modul kristal yang disebutkan di atas.

Namun, modul-modul sempit ini memiliki kelemahan berupa efisiensi yang jauh lebih rendah dibandingkan sel surya lainnya. Efisiensinya bisa serendah 7%, yang berarti penggunaannya dalam sistem PV membutuhkan ruang yang cukup besar. Untuk mencapai efisiensi yang lebih tinggi, produsen telah beralih ke produksi modul film tipis dengan kadmium tellurida (CdTe). Prinsip desain ini menawarkan keuntungan berupa efisiensi yang sedikit lebih tinggi hingga 8%. Modul ini sangat cocok digunakan di daerah dengan tingkat kabut dan asap yang tinggi, serta di bawah cahaya yang menyebar. Namun, pengguna harus menerima harga yang lebih tinggi dan biaya tambahan untuk daur ulang kadmium yang terkandung dalam modul yang lebih mahal selama proses pembongkaran. Terlepas dari peningkatan biaya, penggunaan desain modul yang lebih efisien ini kini semakin meningkat.

Selain itu, banyak perusahaan saat ini sedang meneliti modul film tipis yang diproduksi menggunakan tembaga-seng-timah sulfida dan sulfur (CZTS). Material semikonduktor ini memiliki keunggulan dibandingkan sel surya film tipis konvensional karena konstruksinya tidak memerlukan penggunaan unsur-unsur langka dan beracun. Namun, kemungkinan akan membutuhkan waktu sebelum teknologi ini siap untuk produksi massal.

Modul-modul ini merupakan jenis khusus sel surya film tipis dan saat ini merupakan desain kedua yang paling umum di bidang ini, setelah varian CdTe. Modul ini berbasis pada senyawa tembaga indium diselenida (CIS) atau tembaga indium galium diselenida (CIGS) dan menghantarkan listrik secara signifikan lebih baik daripada modul film tipis berbasis silikon. Efisiensinya berkisar antara 12 dan 15%, yang setara dengan efisiensi tertinggi di antara sel surya film tipis. Modul ini juga hanya mengalami kehilangan minimal pada cahaya difus dan suhu tinggi, serta ringan dan tahan terhadap kerusakan.

Keunggulan-keunggulan ini diimbangi oleh proses manufaktur yang mahal dan daur ulang selenium yang kompleks yang terkandung dalam modul tersebut. Selain itu, karena pengembangan modul ini relatif baru, masih kurang data jangka panjang mengenai daya tahan sistem tersebut. Namun, terutama harga yang tinggi lah yang menyebabkan produksi sel surya ini stagnan selama bertahun-tahun.

Semua kebutuhan Anda dari satu sumber, dirancang khusus untuk solusi tenaga surya bagi area parkir yang luas. Lakukan pembiayaan ulang atau kurangi biaya masa depan Anda dengan pembangkit listrik sendiri.

Temukan saran dan solusi di sini 👈🏻

Konsultasi dan perencanaan termasuk estimasi biaya yang tidak mengikat. Kami menghubungkan Anda dengan mitra terpercaya di bidang fotovoltaik.

Temukan saran dan solusi di sini 👈🏻

Kami memiliki kehadiran regional di seluruh dunia berbahasa Jerman. Kami memiliki mitra yang andal yang akan memberi Anda saran dan mewujudkan keinginan Anda.

Hubungi kami 👈🏻