Para peneliti energi surya, panas selama ini menjadi lawan utama panel surya. Kini, tim peneliti di Arab Saudi mengembangkan sistem pendinginan pasif yang tidak membutuhkan listrik dan sekaligus dapat memanen air dari atmosfer.
Inovasi ini penting karena panel surya justru bisa kehilangan efisiensi saat suhu naik terlalu tinggi. Dalam kondisi panas ekstrem, elektron di dalam rangkaian panel bergerak lebih acak sehingga tegangan turun dan daya listrik yang dihasilkan ikut berkurang, seperti dijelaskan World Economic Forum.
Mengapa panas menjadi masalah besar bagi panel surya
Masalah ini sangat relevan di wilayah yang panas dan cerah, termasuk Arab Saudi, yang justru memiliki potensi besar untuk pembangkit listrik tenaga surya. Saat suhu lingkungan meningkat, performa panel dapat menurun meski paparan sinar matahari melimpah.
Dalam konteks transisi energi global, hambatan seperti ini menjadi krusial karena kebutuhan listrik bersih terus naik. Jika panel surya bekerja lebih stabil di suhu tinggi, maka produksi energi bersih dapat lebih konsisten dan tidak terlalu bergantung pada kondisi cuaca ekstrem.
Pendekatan baru dari KAUST
Riset ini dipimpin oleh Qiaoqiang Gan, profesor di King Abdullah University of Science and Technology atau KAUST. Timnya menemukan bahwa kelembapan dari udara dapat dimanfaatkan sebagai pendingin alami bagi panel surya yang terlalu panas.
Menurut Gan, air yang terkandung di atmosfer bisa dikumpulkan melalui teknologi pemanenan air dari udara. Saat uap air mengembun di permukaan panel, tetesan biasanya menempel sebagai butiran kecil, namun tim KAUST menemukan cara untuk membuat air itu bergerak turun secara alami.
- Lapisan pelumas sederhana diterapkan pada permukaan panel.
- Tetesan air yang terbentuk menjadi lebih mudah meluncur karena gravitasi.
- Air yang mengalir turun kemudian dikumpulkan sebagai sumber daya tambahan.
Pendekatan ini bekerja tanpa konsumsi listrik tambahan karena sistem mengandalkan pendinginan radiasi pasif. Shakeel Ahmad, peneliti pascadoktoral dalam tim tersebut, mengatakan, “Since this system operates entirely on passive radiative cooling, it doesn’t consume any electricity.”
Dua manfaat sekaligus: mendinginkan panel dan menghasilkan air
Keunggulan sistem ini tidak berhenti pada efisiensi energi. Air yang berhasil dikumpulkan juga dapat dimanfaatkan untuk keperluan praktis seperti irigasi dan mencuci, terutama di wilayah kering yang mengalami keterbatasan air.
Bagi daerah dengan cuaca panas dan minim curah hujan, teknologi seperti ini berpotensi memberi nilai ganda. Panel surya tetap dapat menghasilkan energi, sementara kelembapan udara yang biasanya terbuang justru menjadi sumber air tambahan.
Uji lapangan di kawasan pesisir Arab Saudi
Tim peneliti menguji perangkat panel surya berpendingin mandiri itu sebanyak enam kali dalam rentang satu tahun di Thuwal, di pesisir barat Arab Saudi. Hasil pengujian menunjukkan sistem tersebut mampu menghasilkan dua kali lebih banyak air dibandingkan teknologi pemanen air atmosfer lainnya, menurut para peneliti.
Temuan ini menunjukkan bahwa solusi pendinginan panel surya bisa dikembangkan dengan cara yang sederhana namun efektif. Di tengah meningkatnya kebutuhan energi bersih, efisiensi panel di daerah panas menjadi faktor yang menentukan skala adopsi teknologi surya di banyak negara.
Mengapa temuan ini relevan untuk masa depan energi surya
Teknologi surya terus menjadi bagian penting dari transisi menuju energi bersih. Selain membantu menekan biaya listrik, pemanfaatan energi surya juga dapat mengurangi ketergantungan pada sumber energi kotor yang memicu polusi berbahaya.
Dengan sistem pendinginan pasif seperti ini, panel surya di wilayah panas berpeluang bekerja lebih stabil tanpa tambahan konsumsi energi. Pada saat yang sama, pemanfaatan kelembapan udara sebagai air kolektif membuka kemungkinan baru bagi integrasi energi dan pengelolaan sumber daya air di kawasan kering.
