Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam era modern ini, kebutuhan akan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan semakin mendesak. Salah satu sumber energi terbarukan yang paling populer adalah energi matahari, yang dikenal sebagai sumber energi yang gratis, bersih, dan ramah lingkungan. Teknologi fotovoltaik (PV) telah menjadi pilihan utama dalam menghasilkan listrik dari sinar matahari, terutama dalam aplikasi residensial. Namun, tantangan utama yang dihadapi oleh sistem PV adalah efisiensi konversi energi yang dipengaruhi oleh radiasi solar dan suhu operasional modul.
Salah satu pendekatan inovatif untuk meningkatkan efisiensi sistem PV adalah dengan mengintegrasikan sistem fotovoltaik termal (PVT). Sistem PVT tidak hanya menghasilkan listrik tetapi juga memanfaatkan panas yang dihasilkan untuk aplikasi pemanasan. Dengan menambahkan absorber di sisi bawah modul, sistem ini dapat menurunkan suhu modul, yang pada gilirannya meningkatkan efisiensi konversi energi. Penelitian ini berfokus pada efisiensi transfer panas dari sistem PVT yang dilengkapi dengan absorber aliran serpentine dua sisi dan material perubahan fase (PCM).
Material perubahan fase (PCM) berfungsi untuk menyimpan dan melepaskan panas selama jam-jam tanpa sinar matahari, sehingga menyediakan air panas tambahan. Dalam penelitian ini, sistem diuji dengan air sebagai fluida kerja dalam rentang laju aliran 0,0085–0,067 kg/s. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa laju aliran optimal untuk mendapatkan peningkatan panas maksimum sebesar 757 W adalah pada 0,033 kg/s, dengan efisiensi penghematan energi rata-rata mencapai 69%. Ini menunjukkan bahwa sistem PVT-PCM dapat memberikan kontribusi signifikan terhadap efisiensi energi.
Keunggulan dari sistem PVT-PCM ini adalah peningkatan pengiriman energi sebesar 3–5% dibandingkan dengan modul PV referensi dalam kondisi operasional yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan absorber termal dan PCM, efisiensi keseluruhan dari sistem PVT dapat meningkat secara signifikan. Penelitian ini juga menyoroti bahwa efisiensi termal sangat bergantung pada sifat fluida kerja yang digunakan, yang merupakan faktor penting dalam desain sistem.
Dalam konteks pengembangan teknologi energi terbarukan, hasil penelitian ini memberikan wawasan berharga bagi para peneliti dan praktisi di bidang teknik sistem termal dan energi terbarukan. Dengan memanfaatkan teknologi PVT-PCM, kita tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi energi tetapi juga berkontribusi pada pengurangan emisi karbon dan ketergantungan pada sumber energi fosil. Ini adalah langkah penting menuju masa depan yang lebih berkelanjutan.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan potensi besar dari sistem PVT-PCM dalam meningkatkan efisiensi energi dan memberikan solusi yang lebih baik untuk pemanfaatan energi matahari. Dengan terus mengembangkan dan mengoptimalkan teknologi ini, kita dapat berharap untuk melihat peningkatan yang signifikan dalam penggunaan energi terbarukan di seluruh dunia. Ini adalah langkah maju yang penting dalam upaya global untuk mencapai keberlanjutan energi dan melindungi lingkungan kita.
