Penyebab Panel Surya Rusak Lebih Dini
Oleh Denie Kristiadi | Published 02-08-2021 DAFTAR ISI ARTIKEL Tidak seperti berlian, panel surya tidak selamanya dapat dimanfaatkan. Sinar ultraviolet, kotoran, dan hujan lebat membuat mereka terkikis sepanjang masa aktif. CATATAN PENTING Produsen biasanya menjamin panel surya akan tahan terhadap berbagai elemen setidaknya selama 25 tahun sebelum mengalami penurunan yang signifikan dalam hal efisiensi. Beberapa penelitian menyebutkan tren panel surya yang rusak beberapa tahun lebih awal sebelum masa pakai yang diharapkan. Untuk beberapa model, telah terjadi laporan jumlah lembaran belakang yang retak atau biasa disebut backsheet, lapisan plastik yang secara elektrik dan fisik melindungi bagian belakang panel surya. Retak prematur sebagian besar disebabkan oleh meluasnya penggunaan plastik tertentu, seperti poliamida, tetapi alasan degradasinya yang cepat masih belum jelas. Dengan memeriksa secara dekat lembaran belakang berbasis poliamida yang retak, para peneliti di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) menemukan bagaimana interaksi antara plastik ini, faktor lingkungan dan arsitektur panel surya dapat mempercepat degradasi. Ini dapat membantu para peneliti mengembangkan tes daya tahan yang lebih baik dan lebih akurat dan menghasilkan panel surya yang berumur lebih lama. Retakan di lembar belakang sering kali muncul pertama kali di dekat fitur tertentu seperti ruang berbentuk kotak di antara sel surya biru atau hitam. Retakan akhirnya bisa menembus lembaran. Cacat ini membiarkan oksigen dan kelembaban merusak interior di mana sel-sel berada dan membiarkan arus listrik keluar, meningkatkan risiko sengatan listrik. Jika dibiarkan di luar cukup lama, lembaran belakang berbahan dasar plastik akan mulai berantakan, bahkan beberapa plastik lebih cepat rusak daripada yang lain. “Dalam jangka waktu 2010 hingga 2012, banyak panel surya yang dijual mengandung lembaran belakang berbasis poliamida, yang mengalami kegagalan fungsi akibat retak hanya dalam waktu empat tahun, meskipun memenuhi persyaratan standar,” kata Xiaohong Gu, seorang insinyur material NIST. Untuk mengetahui akar masalah degradasi poliamida, Gu dan timnya memperoleh sampel lembar belakang dari panel surya yang ditempatkan di wilayah di seluruh dunia, termasuk AS, Cina, Thailand, dan Italia. Sebagian besar panel surya, yang digunakan dari tiga hingga enam tahun, menunjukkan tanda-tanda retak dini yang jelas. Para peneliti melakukan serangkaian tes kimia dan mekanik untuk memeriksa pola dan tingkat keparahan degradasi di seluruh kedalaman lembaran yang telah mereka kumpulkan. Area lembaran yang mengalami keretakan terburuk adalah yang menjadi paling kaku. Dan area yang paling rapuh ada di sisi dalam lembaran. Bagaimana bagian dalam yang berdinding dapat terdegradasi lebih cepat daripada lapisan luar yang terbuka? Gu dan timnya berspekulasi bahwa degradasi yang diinduksi sinar matahari dari sisi atas enkapsulan, sebuah film yang mengelilingi sel surya, menciptakan bahan kimia yang merusak yang turun ke lapisan belakang, mempercepat pembusukannya. Para peneliti mengidentifikasi asam asetat sebagai tersangka utama, karena diketahui berbahaya bagi poliamida ketika polimer yang biasa digunakan sebagai enkapsulan (etilena vinil asetat) terdegradasi. Untuk menguji teori mereka, para peneliti memasukkan beberapa strip poliamida ke dalam botol asam asetat dan setelah lima bulan, kemudian menganalisis bagaimana mereka membusuk dibandingkan dengan strip yang ditempatkan di udara atau air. Di bawah mikroskop, strip yang terkena asam asetat memiliki retakan yang menyebabkan kerusakan dari lembaran belakang yang lapuk, dan terlihat jauh lebih buruk daripada strip yang berada di udara atau air. Analisis kimia menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi dari produk degradasi poliamida dalam strip yang terpapar asam asetat, memberikan bukti lebih lanjut bahwa asam mempercepat kerusakan bahan lembaran belakang. Studi ini menunjukkan interaksi antara komponen panel surya (dalam kasus ini enkapsulan EVA dan poliamida) merupakan faktor penting yang potensial untuk dipertimbangkan saat merancang panel surya. Penemuan baru tentang kegagalan prematur ini juga bisa menjadi informasi berharga bagi peneliti NIST dan pihak lain yang berusaha mereplikasi proses degradasi di laboratorium sebagai cara untuk menguji dan memprediksi umur panjang komponen panel surya.
