Wacana membangun pusat data AI di luar angkasa bertumpu pada satu angka besar: panel surya di orbit disebut bisa menghasilkan listrik jauh lebih banyak daripada panel di permukaan Bumi. Tim Project Suncatcher milik Google menempatkan keunggulan itu hingga delapan kali lipat, dan angka yang sama juga dipakai sejumlah startup saat menawarkan konsep komputasi berbasis antariksa kepada investor.
Namun, angka itu tidak berdiri sendiri. Perbandingannya adalah panel yang nyaris terus-menerus mendapat sinar Matahari melawan panel di Bumi yang harus menghadapi malam, awan, panas, dan perubahan musim sepanjang tahun, sehingga hasil tahunan rata-rata bisa jauh lebih rendah daripada output pada siang cerah yang terlihat ideal.
Perhitungan dasarnya dimulai dari cahaya Matahari
Pada jarak Bumi, Matahari mengirim energi tetap sebesar 1.361 watt per meter persegi, menurut NASA Goddard Space Flight Center dan NOAA Total Solar Irradiance Climate Data Record. Itu adalah input maksimum sebelum ada gangguan apa pun, tetapi atmosfer Bumi langsung memangkas sekitar 25% sampai 30% energi tersebut sebelum mencapai panel.
Dalam kondisi terbaik di permukaan (langit cerah, permukaan laut, Matahari tepat di atas kepala) hanya sekitar 1.000 watt per meter persegi yang benar-benar sampai ke panel. Angka itu adalah batas terbaik untuk sistem surya darat, tetapi kondisi seperti itu jarang bertahan lama dalam satu tahun penuh.
Di sinilah ukuran yang lebih adil dipakai: capacity factor, yaitu perbandingan antara produksi nyata dan produksi jika pembangkit bekerja penuh sepanjang waktu. Badan Energi AS mencatat utility-scale solar di Amerika Serikat rata-rata hanya sekitar 25% pada 2014 hingga 2017.
Mengapa hasil di Bumi turun jauh
Angka 25% berarti instalasi berkapasitas 1.000 watt hanya rata-rata menghasilkan 250 watt sepanjang tahun. Sekitar separuh kehilangan itu datang dari malam, sementara sisanya berasal dari awan, debu, hujan, salju, sudut panel, dan variasi musim.
Contoh nyata terlihat pada Topaz Solar Farm di California. Fasilitas 550 megawatt itu memiliki capacity factor 26,6% pada 2015 hingga 2018, lalu turun menjadi 19,8% antara Januari 2023 dan Desember 2025.
Panas juga menggerus performa. Menurut 8MSolar, panel silikon kristalin biasa kehilangan 0,3% sampai 0,5% efisiensi untuk setiap kenaikan satu derajat Celsius di atas 25°C.
Pada hari panas ketika suhu panel mencapai 60°C, output bisa turun 10% sampai 15%. Karena itu, wilayah yang paling cerah tidak selalu memberi hasil terbaik, sebab panas dapat diam-diam mengurangi keuntungan dari sinar Matahari yang melimpah.
Mengapa orbit memberi keuntungan lebih besar
Panel surya di orbit punya satu keunggulan utama: ia bisa tetap terkena sinar Matahari hampir terus-menerus. Pada orbit yang tepat, panel dapat mengikuti batas antara sisi siang dan malam Bumi, sehingga tidak harus masuk dan keluar dari bayangan seperti panel di darat.
Di ketinggian 600 sampai 800 kilometer di atas Bumi, batas itu cukup stabil untuk mempertahankan paparan hampir konstan sepanjang tahun. Dalam skenario seperti ini, perbandingan dengan panel darat bisa mendekati delapan kali lipat, tetapi angka itu bukan hasil yang otomatis muncul di semua lokasi.
Perbandingannya berubah tergantung kondisi darat yang dijadikan acuan. Ladang surya di Arizona dengan capacity factor 29% dan suhu yang lebih bersahabat akan menghasilkan pengali yang lebih kecil daripada instalasi di wilayah berawan di utara yang hanya bekerja 15%.
Ada biaya dan kehilangan di sisi orbit
Keunggulan orbit tetap punya batas. Bahkan orbit terbaik mengalami periode gerhana singkat di sekitar titik balik matahari musim dingin, sehingga baterai masih dibutuhkan untuk menjembatani jeda itu.
Panel di ruang angkasa juga mengalami degradasi akibat radiasi, meski pengukuran NASA terhadap array surya di International Space Station menunjukkan penurunan yang lebih rendah dari perkiraan. Laju itu secara umum sebanding dengan penurunan median 0,5% per tahun yang dicatat NREL untuk instalasi di permukaan.
Jika listrik harus dikirim kembali ke Bumi, angka keunggulannya menyusut lagi. Eksperimen NASA-JPL pada 1975 tentang transmisi gelombang mikro dari antariksa ke Bumi mencapai efisiensi ujung-ke-ujung 54%, sehingga hampir separuh energi hilang sebelum sampai ke permukaan.
Karena itu, manfaat terbesar datang saat daya dipakai di tempat ia dihasilkan. Untuk pusat data orbital, konteks itulah yang membuat klaim lima sampai delapan kali lipat tetap masuk akal setelah dihitung dengan lebih hati-hati.
