Panel Surya Bifasial untuk Lampu Jalan: Ketika Manfaatnya Nyata

Cara kerja panel bifasial

Panel monofasial tradisional hanya memiliki sel surya di sisi depannya. Sedangkan panel bifasial memiliki sel surya di kedua sisinya: sisi depan menangkap sinar matahari langsung, sementara sisi belakang menangkap cahaya yang dipantulkan dari permukaan tanah, atap, atau permukaan air di bawahnya.

Prinsip kerjanya sama, yaitu efek fotovoltaik yang terjadi pada kedua sisi panel. Cahaya yang mengenai semikonduktor akan memicu terbentuknya pasangan elektron-lubang, dan sel surya akan mengubah cahaya tersebut menjadi arus listrik. Yang berbeda hanyalah sumber cahaya yang tersedia: sisi belakang panel hanya akan berfungsi jika ada permukaan yang reflektif (yang memantulkan cahaya) di bawahnya.

Dari mana asalnya peningkatan efisiensi sekitar 10–30% tersebut?

Kemampuan panel surya untuk memantulkan cahaya ke arah belakang (rear-side yield) dipengaruhi oleh dua faktor: tingkat reflektivitas permukaan di bawahnya (albedo) dan seberapa banyak langit serta permukaan tanah yang dapat dilihat oleh sisi belakang panel tersebut.

• Albedo. Aspal hanya memantulkan sekitar sepuluh persen cahaya yang menerpanya; beton reflektif memantulkan cahaya beberapa kali lebih banyak; salju dan air memantulkan cahaya bahkan lebih banyak lagi. Panel yang diletakkan di atas pasir gurun atau atap berwarna putih akan terlihat sangat reflektif; sebaliknya, panel yang diletakkan di atas jalan aspal yang baru dibangun tidak akan terlihat reflektif.
• Geometri. Kemampuan panel untuk memantulkan cahaya ke arah belakang meningkat seiring dengan peningkatan ketinggian dan tingkat terbukanya permukaan di bawahnya, karena panel akan melihat lebih banyak permukaan yang reflektif dan lebih sedikit bagian struktur penyangga panel itu sendiri. Panel yang diletakkan tepat di sekitar batang tiang akan memiliki sisi belakang yang sebagian tertutup.

Angka 10–30% yang disebutkan untuk teknologi bifacial berlaku pada instalasi dengan tingkat albedo yang tinggi dan kondisi lingkungan yang terbuka. Angka tersebut bukanlah karakteristik khusus dari panel itu sendiri, melainkan kombinasi antara panel dan permukaan tanah di bawahnya.

Di mana teknologi bifacial tidak menguntungkan dalam penggunaan lampu jalan…

Teknologi bifacial tidak memberikan manfaat yang signifikan dalam penggunaan lampu jalan, karena faktor-faktor seperti kondisi permukaan jalan (tingkat albedo yang rendah) dan struktur lampu jalan yang tidak mendukung efisiensi penyerapan dan pemantulan cahaya.

Pemasangan lampu jalan yang umum digunakan merupakan contoh terburuk untuk penggunaan panel surya bifacial: panel tersebut diletakkan di bagian atas lampu, beberapa meter di atas permukaan jalan (aspal), dengan tiang lampu berada di belakangnya. Sisi belakang panel menghadap sumbu tiang, sehingga bagian bawah panel tetap gelap. Dari sudut pandang teknis, manfaat penggunaan panel bifacial sangat terbatas, dan biaya tambahan yang dikeluarkan untuk panel tersebut tidak sebanding dengan manfaat yang diperoleh.

Ada dua hal lain yang perlu diperhatikan: adanya pencahayaan yang tidak merata di sisi belakang panel (akibat adanya tiang, braket, atau dinding) dapat menyebabkan masalah yang sama seperti pada panel surya jenis “string” yang hanya terkena pencahayaan sebagian. Dari segi ekonomi, penggunaan panel bifacial hanya akan menguntungkan jika peningkatan produksi listrik yang dihasilkan dapat mengurangi jumlah komponen yang diperlukan (seperti jumlah panel, ukuran bank penyimpanan daya, dan biaya infrastruktur). Jika lokasi pemasangan lampu masih memerlukan tiang, bank penyimpanan daya, dan kontroler yang sama, maka biaya tambahan untuk menggunakan panel bifacial tidak akan memberikan manfaat yang signifikan.

Di mana penggunaan panel surya bifacial benar-benar layak dilakukan?

• Arrangement yang dipasang di tanah, terutama di gurun dan area terbuka. Permukaan tanah yang memiliki albedo tinggi serta bentuk yang terbuka memungkinkan pantulan cahaya yang signifikan; proyek-proyek besar telah mengalami peningkatan kinerja yang nyata.
• Atap dan garasi yang reflektif. Bangunan industri dengan atap berwarna terang menciptakan permukaan yang cerah tepat di bawah panel surya.
• Instalasi yang bersifat “mengapung”. Air memantulkan cahaya dengan kuat, sehingga sisi belakang panel surya menjadi seperti cermin yang bergerak; dalam kasus ini, penggunaan panel surya jenis bifacial (dengan kedua sisi yang reflektif) hampir merupakan pilihan yang disengaja.

Apa yang kami spesifikasikan (What we spec):

Di pabrik kami, pengaturan default untuk lampu jalan menggunakan panel monofacial (satu sisi). Pertanyaan dari para distributor mengenai penggunaan panel bifacial (dua sisi) biasanya dimulai dengan kalimat “Panel bifacial ini lebih baik 10–30% dibandingkan panel monofacial, bukan?”; pertanyaan tersebut kemudian berlanjut ke aspek seperti nilai albedo (reflektivitas permukaan panel) dan geometri pemasangan di lokasi tertentu. Kami merekomendasikan penggunaan panel bifacial jika lokasi pemasangan berupa carport (garasi mobil), atap yang reflektif, atau permukaan tanah dengan nilai albedo yang tinggi. Sebaliknya, kami memilih panel monofacial untuk tiang lampu di jalan raya dan jalur pejalan kaki. Untuk mendapatkan informasi lebih lanjut, gunakan alat desain pencahayaan (/app-lighting-design) untuk menentukan beban yang diperlukan, serta kalkulator ukuran kontroler (/app-a7-controller-sizing) untuk aspek energi. Kami juga menyediakan rangkaian lampu jalan surya all-in-one (/all-in-one-solar-street-light) dengan konfigurasi yang telah disesuaikan dengan kebutuhan pabrik.

Apa yang tidak dibahas di halaman ini:

Halaman ini hanya membahas penggunaan panel bifacial pada perangkat pencahayaan berbasis arus searah (DC). Halaman ini tidak membahas sistem panel bifacial skala besar, sistem penjejakan arah sinar matahari (tracking systems), atau desain instalasi panel surya yang terapung (floating plant engineering). Topik-topik tersebut termasuk dalam bidang studi yang berbeda.