Iklan
Sumber yang dapat diperbarui. Ini adalah masalah yang kita hadapi setiap hari apakah kita menyadarinya atau tidak. Dengan setiap pompa gagang gas, dengan setiap tekan akselerator mobil, dengan setiap colokan pengisi daya ponsel cerdas kami, kami mengonsumsi bahan bakar. Dan suatu hari, bahan bakar itu akan habis. Jadi mengapa kita tidak menggunakan satu sumber energi yang tidak akan habis - matahari?
Matahari adalah entitas yang luar biasa. Ini memberi dunia energi yang cukup untuk memberi daya pada semua peradaban. Satu-satunya masalah adalah bagaimana kita menangkap dan memanfaatkan energi itu? Apa gunanya banyak energi gratis jika kita tidak bisa mengubahnya menjadi media yang berguna? Disinilah letak masalahnya, dan jauh lebih sulit untuk dipecahkan daripada yang Anda bayangkan.
“Tunggu sebentar" kamu bilang, "kami memiliki listrik tenaga surya komersial sejak tahun 1980-an!"Dan Anda akan benar mengatakan itu. Namun, masalahnya tidak ada di bagaimana untuk mengubah energi matahari menjadi listrik. Kita sudah tahu bagaimana melakukan itu - hanya saja tidak pada tingkat yang dapat dikonsumsi secara massal. Untuk memahami batasan energi matahari, kita perlu tahu cara kerja panel surya.
Jadi bergabunglah dengan saya saat saya menggali cara kerja tenaga surya. Mari kita cermati proses yang terlibat dalam mengubah sinar matahari menjadi sumber bahan bakar yang layak.
Energi matahari dimulai, seperti yang Anda harapkan, dengan matahari. Bola api raksasa yang menggantung di langit adalah sumber energi yang sempurna. Tidak seperti batubara, matahari tidak menyumbat atmosfer kita dengan karbon dioksida. Ini mudah diakses sehingga kami tidak perlu melakukan pengeboran di seluruh dunia. Bekerja dengan energi matahari tidak menimbulkan ancaman bagi manusia (kecuali mungkin untuk sengatan matahari sesekali).
Dan yang terpenting, energi matahari gratis. Selain membangun reseptor aktual dan memelihara peralatan, energi matahari tidak memiliki biaya yang terkait dengannya.
Jadi bagaimana cara kerjanya?
Energi ada di sekitar kita dalam berbagai bentuk. Cahaya adalah energi. Panas adalah energi. Gerakan adalah energi. Keheningan adalah energi (potensial). Matahari mengeluarkan sejumlah besar cahaya dan tujuan kami adalah mengubah energi cahaya itu menjadi sesuatu yang dapat kita gunakan, yaitu energi listrik.
Dalam kebanyakan kasus, ketika cahaya mengenai suatu benda, benda itu diubah menjadi energi panas. Pikirkan kembali kunjungan pantai terakhir Anda. Saat Anda duduk di bawah sinar matahari, kulit Anda menjadi panas. Itu adalah fakta kehidupan sederhana yang kita semua alami. Tetapi ada bahan tertentu yang mengubah cahaya menjadi energi selain panas. Silikon adalah salah satu bahan tersebut.
Ketika cahaya mengenai silikon, ia tidak menghilang sebagai panas. Sebaliknya, elektron-elektron dalam molekul silikon melompat bergerak, menghasilkan arus listrik. Namun, untuk memanfaatkan silikon dengan cara ini, Anda memerlukan kristal silikon besar yang cukup besar untuk menghasilkan jumlah listrik yang nyata.
Versi lama dari teknologi surya menggunakan kristal silikon. Ternyata, metode konversi cahaya matahari ini sangat tidak layak karena kristal silikon besar sulit tumbuh. Ketika sesuatu itu sulit, harga itu tetap tinggi. Jika harga tetap tinggi, penggunaan yang luas menjadi tidak mungkin.
Saat ini, teknologi surya menggunakan bahan yang berbeda. Bahan baru ini terdiri dari tembaga, indium, gallium, dan selenium dan secara tepat dinamai tembaga-indium-gallium-selenide, atau CIGS. Tidak seperti silikon, kristal yang terbuat dari CIG lebih kecil dan lebih murah, tetapi mereka jauh lebih tidak efisien daripada silikon dalam mengubah cahaya matahari.
Dan di sanalah kita hari ini. Listrik tenaga surya menyumbang sangat sedikit dari produksi energi dunia, dan akan tetap seperti itu sampai para ilmuwan baik menemukan bahan baru yang berfungsi sebaik silikon atau menemukan metode memproduksi silikon besar murah kristal.
Karena tidak efisiennya panel surya saat ini, ada beberapa metode yang digunakan untuk meningkatkan penangkapan dan penyimpanan listrik tenaga surya. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan baterai yang menyimpan energi, memungkinkan konsumsi ketika tidak ada matahari - pada malam hari dan selama hari berawan. Cara lain adalah dengan menggunakan heliostat.
Apa itu heliostat? Anda dapat menganggapnya sebagai cermin besar (atau banyak cermin) yang melekat pada tiang atau platform yang berputar (atau banyak tiang dan platform). Tidak seperti panel surya, heliostats tidak secara langsung menyerap matahari; sebaliknya, mereka menggunakan cermin untuk mengarahkan cahaya matahari dan mengarahkannya ke panel surya stasioner untuk penyerapan.
Heliostats sebagian besar dikendalikan oleh komputer. Komputer-komputer ini diberi makan potongan data tertentu (lokasi heliostat, lokasi matahari panel, waktu dan tanggal) dan data diolah sampai komputer dapat menghitung posisi matahari di langit. Setelah selesai, komputer menyesuaikan sudut cermin sehingga cahaya matahari akan memantul darinya dan mengenai panel surya target.
Manfaat terbesar dari heliostat adalah bahwa banyak dari mereka dapat diatur untuk ditujukan pada reseptor surya tunggal. Sedangkan biasanya panel surya hanya menerima beberapa cakupan sinar matahari, pengaturan heliostat dapat secara drastis memperkuat jumlah cahaya yang dikonversi.
Tetapi bahkan dengan heliostat, energi matahari masih memiliki jalan panjang sebelum dapat digunakan dalam skala luas. Jika bukan karena masalah mengkonversi sinar matahari yang sebenarnya, energi matahari akan menjadi bahan bakar yang paling terbarukan, paling terjangkau, dan paling sehat untuk lingkungan bagi peradaban kita. Begitulah, sampai matahari meledak.
Kredit Gambar: Ilustrasi Panel Surya Melalui Shutterstock, Foto Panel Surya Melalui Shutterstock
Joel Lee memiliki gelar B.S. dalam Ilmu Komputer dan lebih dari enam tahun pengalaman menulis profesional. Dia adalah Pemimpin Redaksi untuk MakeUseOf.
