Bagaimana Shading Mempengaruhi Kinerja Sistem Pompa Tenaga Surya
Dalam upaya pertanian hijau dan irigasi hemat energi saat ini, sistem pompa surya semakin populer karena pengoperasiannya yang bebas biaya dan fitur-fiturnya yang ramah lingkungan. Namun, para pakar industri baru-baru ini memperingatkan bahwa faktor yang sering diabaikan—peneduhan parsial—menjadi pembunuh tersembunyi yang dapat secara signifikan mengurangi kinerja sistem dan bahkan menyebabkan kerusakan permanen pada peralatan.
Ini bukan reduksi biasa, tetapi penurunan yang "efek barel".
Berlawanan dengan kepercayaan umum, dampak naungan pada sistem pemompaan tenaga surya jauh melampaui sekadar "semakin banyak area yang terhalang, semakin sedikit daya yang dihasilkan."
Masalah inti terletak pada desain rangkaian seri panel surya, jelas Insinyur Wang dari sebuah lembaga penelitian energi baru terkemuka di Tiongkok. Modul standar terdiri dari 60 atau 72 sel yang terhubung secara seri. Arus keluarannya ditentukan bukan oleh sel terkuat, melainkan oleh sel terlemah. Setelah sel tertutup sepenuhnya oleh dedaunan, kotoran burung, debu, atau bahkan bayangan tiang listrik, ia berubah dari 'generator' menjadi 'resistor', mengonsumsi energi dari sel lain dan menghasilkan panas, menyebabkan arus di seluruh rangkaian menurun drastis.
Fenomena ini, yang dikenal sebagai efek barel atau efek titik panas, memiliki konsekuensi yang sangat buruk: meskipun hanya 10% permukaan panel yang terhalang, daya keluaran seluruh panel dapat turun lebih dari 50%, atau bahkan lebih. Untuk pompa air tenaga surya, yang sangat bergantung pada pembangkitan daya secara real-time, hal ini berarti penurunan drastis pada head dan daya keluaran air.
Mulai dari stagnasi kinerja hingga kegagalan perangkat keras, sistem menghadapi berbagai risiko
Reaksi berantai dari naungan jauh melampaui pengurangan produksi air:
● Pompa sering menyala dan mati: Saat awan berlalu atau bayangan bergeser, daya keluaran modul berfluktuasi drastis pada titik-titik kritis, menyebabkan motor pompa sering menyala dan mati. Guncangan berulang ini secara signifikan memperpendek umur pompa dan pengontrol.
● Matikan sistem secara menyeluruh: Pompa surya biasanya memiliki tegangan awal atau ambang batas daya minimum. Jika naungan menyebabkan output turun di bawah ambang batas ini, seluruh sistem akan berhenti beroperasi, meskipun masih terdapat sinar matahari yang signifikan.
● Kerusakan titik panas pada modul:Sel yang ternaungi terus memanas, mempercepat penuaan dan menguningnya bahan enkapsulasi (EVA) seiring waktu, yang menyebabkan delaminasi sel dan kerusakan permanen pada panel surya, sehingga menimbulkan bahaya keselamatan.
● Ketidakseimbangan penawaran dan permintaan: Sistem pompa surya dirancang untuk secara tepat mencocokkan kurva daya angkat pompa dengan karakteristik keluaran panel surya. Bayangan akan sepenuhnya mengganggu kecocokan ini, sehingga sistem tidak dapat beroperasi secara optimal.
Pemilihan lokasi ilmiah dan pemeliharaan rutin adalah kuncinya
● Pemilihan lokasi adalah garis pertahanan pertama: Sebelum pemasangan, perkirakan secara akurat lintasan sinar matahari sepanjang tahun untuk memastikan lokasi pemasangan bersih dari bangunan apa pun, tiang utilitas, cerobong asap, atau pohon yang tumbuh cepat dari matahari terbit hingga terbenam.
● Perawatan yang rajin: Bersihkan panel secara berkala (misalnya, setiap dua minggu) untuk menghilangkan debu, kotoran burung, dan kontaminan lainnya, dan segera bersihkan gulma di sekitarnya untuk mencegah tertutupnya salju musim dingin.
● Mengoptimalkan desain sistem: Untuk skenario di mana bayangan tidak dapat dihindari, teknologi elektronika daya tingkat komponen (MLPE) seperti mikroinverter atau pengoptimal daya dapat dipertimbangkan. Teknologi ini dapat secara signifikan mengurangi dampak bayangan pada keseluruhan sistem ketika satu komponen atau bahkan satu sel terbayangi, tetapi hal ini akan meningkatkan investasi awal.
Memastikan panel surya terlindungi dari naungan sepanjang masa pakainya merupakan kunci untuk memastikan pengoperasian seluruh sistem irigasi yang stabil, efisien, dan berjangka panjang. Saat berinvestasi dalam energi hijau, biaya untuk naungan sekecil apa pun bisa jauh lebih besar daripada yang dibayangkan.
