Apakah Sel Surya Ramah Lingkungan?

Banyak orang yang bertanya apakah sel surya atau solar cell (Photovoltaic) itu ramah lingkungan. Banyak pendekatan yang bisa digunakan untuk menjawab hal tersebut, diantaranya emisi gas CO2 yang dihasilkan, toksisitas dari material yang digunakan, dan energi yang dipinjam ketika membuat sel surya itu sendiri. Dalam kesempatan ini saya mencoba menggunakan pendekatan energi yang dipinjam ketika membuatnya, sering juga disebut energy payback.

Energy payback diartikan sebagai energi total yang digunakan untuk membuat sel surya sejak dari bahan mineral sampai menjadi modul. Dari sini kita bisa menentukan berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh sel surya untuk membayar kembali energi yang telah dipinjam. Sekarang ini, banyak industri sel surya menggunakan silikon off-grade yakni sisa dari industri mikroelektronik yang kemudian direkristalisasi. Oleh karena itu, perhitungan waktu pengembalian energi juga tidak berbanding lurus, ada beberapa asumsi yang digunakan.

Beberapa penelitian sudah dilakukan untuk mengkalkulasinya. Alsema, peneliti Belanda, memperkirakan energi yang diperlukan untuk membuat modul surya (tanpa frame) berbahan silikon monokristal adalah 600kWh/m2 dan berbahan silikon multikristal 420kWh/m2. Dengan mengambil asumsi efisiensi  12% dan energi radiasi matahari 1700kWh/m2/tahun (rata-rata Amerika Serikat 1800 sedangkan Indonesia 4500), Alsema mengkalkulasi waktu pengembalian energi untuk modul surya multikristal sekarang ini sekitar 4 tahun. Bila diprediksi dalam kurun 10 tahun dengan suplai silikon solar-grade dan efisiensi 14%, waktu pengembalian energy payback akan turun menjadi 2 tahun. Beberapa penelitian lain juga mendukung Alsema, seperti Kato et al yang menyatakan waktu pengembalian 2 tahun. Palz dan Zibetta juga menyatakan waktu 2 tahun untuk silikon multikristal sekarang ini.

Sedangkan untuk silikon monokristal, Kato menghitung bahwa waktu pengembaliannya adalah 3 tahun. Disisi lain, Knapp dan Jester mempelajari fasilitas manufaktur modul surya secara aktual dan menemukan waktu pengembalian 3,3 tahun. Perhitungannya sudah memasukkan energi untuk membuat bingkai aluminum dan energi untuk memurnikan dan menkristalisasi silikon. Lalu pada sel surya thin-film, energi secara dominan digunakan  untuk substrat, proses deposisi material, dan operasional fasilitas. Sebagai contoh, sel surya berbahan silikon amorf, Alsema menghitung energi sebanyak 120kWh/m2 pada teknologi yang akan digunakan dalam waktu dekat dan tanpa frame. Kemudian dia menambahkan 120kWh/m untuk frame dan struktur penunjang untuk atap dan sistem grid-connection. Lalu dengan asumsi energi radiasi 1700kWh/m2/tahun, waktu pengembalian energi payback adalah 3 tahun. Sedangkan Kato dan Palz memprediksikan durasi waktu yang lebih pendek yakni 1 sampai 2 tahun. Dengan investasi 1-4 tahun energi yang dihasilkan, sistem modul surya yang dipasang di atap dapat menghasilkan lebih dari 30 tahun energi bersih. Sedangkan modul surya yang dipasang di atas tanah, dibutuhan tambahan 1 tahun waktu pengembalian untuk struktur penunjangnya.

Kesimpulannya, dengan kisaran 3-4 tahun waktu pengembalian energi payback, sel surya mampu memberikan 25-30 tahun energi bersih. Dengan kata lain, sel surya bisa dikategorikan teknologi yang ramah lingkungan.

Sumber: http://www.nrel.gov/ncpv

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s