Ilmuwan Ciptakan Panel Surya Terbalik yang Bisa Hasilkan Energi di Malam Hari

Solar panel yang bisa menghasilkan listrik di malam hari kini sedang dikembangkan oleh tim ilmuwan dari Universitas New South Wales (UNSW), Australia. Teknologi revolusioner ini menggunakan prinsip kerja terbalik dari panel surya konvensional, yaitu mengubah radiasi panas bumi yang dipancarkan ke langit malam menjadi energi listrik.

Berbeda dari panel surya biasa yang menyerap cahaya matahari untuk menghasilkan listrik, perangkat ini memanfaatkan semikonduktor khusus yang disebut dioda termoradiatif. Dioda ini bekerja dengan memancarkan foton inframerah ke lingkungan yang lebih dingin sehingga mengonversi panas menjadi arus listrik meski tanpa sinar matahari langsung. Prinsip ini memanfaatkan energi panas yang disimpan bumi selama siang hari dan terus dilepaskan ke atmosfer saat malam.

Kendala Energi Surya Konvensional

Energi surya mengalami kendala besar yang terkait dengan ketergantungan pada kondisi siang dan cuaca cerah. Produksi listrik turun drastis saat malam hari atau cuaca mendung. Selain itu, kapasitas penambahan pembangkit surya yang masif belum diimbangi dengan pengembangan infrastruktur jaringan listrik yang memadai, sehingga kestabilan pasokan listrik menjadi tantangan utama. Oleh sebab itu, inovasi panel surya kebal malam perlu mendapat perhatian serius bagi menjawab masalah tersebut.

Prinsip Kerja Dioda Termoradiatif

Menurut Profesor Ned Ekins-Daukes, kepala tim riset UNSW, bumi pada dasarnya memancarkan panas ke angkasa lepas dalam bentuk radiasi inframerah setelah matahari terbenam. Kamera inframerah bahkan menunjukkan bumi “bercahaya” di malam hari. Timnya mengembangkan teknologi untuk menangkap radiasi ini menggunakan dioda termoradiatif yang mampu mengubah selisih suhu antara bumi dan ruang angkasa menjadi listrik.

Sebagai perbandingan, panel surya mengonversi energi dari foton panas matahari (objek yang lebih panas), sedangkan dioda termoradiatif menghasilkan listrik dengan memancarkan foton ke objek yang lebih dingin (langit malam). Selama perangkat ini tetap lebih hangat dibanding lingkungan sekitarnya, maka ia dapat menghasilkan energi.

Perkembangan dan Tantangan Teknologi

Penemuan dioda termoradiatif ini berangkat dari riset awal yang dilakukan di universitas ternama AS, seperti Harvard dan Stanford. UNSW kemudian berhasil mempraktikkan perangkat ini secara langsung pada 2022 dengan bukti pembangkitan listrik pertama. Walau begitu, efisiensi yang dihasilkan masih jauh dari panel surya biasa, bahkan sekitar 100.000 kali lebih kecil.

Meski masih dalam tahap awal, teknologi ini potensial untuk mengisi kebutuhan listrik kecil saat malam dengan melayani perangkat berdaya rendah seperti routers Wi-Fi dan pengisian ponsel. Hal ini mengurangi ketergantungan pada baterai konvensional.

Potensi Aplikasi Luar Angkasa

Selain pemanfaatan domestik, dioda termoradiatif juga punya prospek besar untuk aplikasi luar angkasa. Satelit yang mengorbit bumi sering mengalami pergantian antara siang dan malam dengan periode sekitar 45 menit. Kehadiran teknologi ini dapat menyediakan sumber listrik tambahan saat satelit berada di sisi gelap dan suhu di luar angkasa sangat dingin. Ini bisa meningkatkan kemandirian satelit tanpa harus bergantung terus-menerus pada baterai atau sumber lain.

Langkah-Langkah Pengembangan Teknologi Dioda Termoradiatif

1. Menyempurnakan material semikonduktor agar efisiensi konversi energi semakin tinggi.
2. Meningkatkan kemampuan menangkap dan mengubah radiasi inframerah dari bumi.
3. Mengoptimalkan desain perangkat agar mampu memproduksi listrik dalam jumlah lebih besar.
4. Membangun prototipe yang stabil dan tahan lama untuk pengujian di berbagai kondisi lingkungan.
5. Menerapkan teknologi pada perangkat kecil di rumah serta memperluas pemakaian ke perangkat luar angkasa.

Dengan kemajuan riset yang terus berjalan, teknologi panel surya kebal malam dapat menjadi solusi strategis dalam mengatasi fluktuasi energi terbarukan yang selama ini bergantung pada kondisi alam. Inovasi ini memberi harapan tambahan bagi keamanan energi global yang semakin bergantung pada sumber bersih dan berkelanjutan.

Penemuan teknologi tenaga listrik dari radiasi panas bumi ini memperlihatkan bahwa masa depan energi terbarukan tidak hanya terpaku pada sinar matahari langsung. Sebaliknya, inovasi seperti dioda termoradiatif membuka jalan bagi pemanfaatan energi lingkungan secara lebih maksimal, termasuk di waktu yang selama ini dianggap sebagai keterbatasan bagi panel surya konvensional.