Industri energi surya menghadapi berbagai tantangan, termasuk perang dagang, kebijakan nasional, kondisi koneksi jaringan listrik, dan banyak lagi. Pemasang dan pemilik pembangkit khawatir tentang profitabilitas pembangkit listrik fotovoltaik (PV), produsen produk surya prihatin tentang kurangnya kebijakan yang menguntungkan, dan produsen fasilitas jaringan listrik khawatir tentang pemenuhan standar teknis. Pada akhirnya, pertanyaan intinya terletak pada apakah output daya pembangkit PV dapat memenuhi tuntutan operasional dan profitabilitas serta bagaimana cara menghasilkan lebih banyak listrik.
Para ahli industri menunjukkan bahwa pembangkit listrik tenaga surya saat ini memerlukan penanganan berbagai masalah, seperti pemantauan cuaca secara real-time, deteksi beban untuk pembangkit listrik terdistribusi dan terpusat, penyimpanan energi, pengembangan inverter pintar generasi berikutnya, pemantauan dan pengendalian kualitas daya yang komprehensif, serta manajemen dalam bidang teknik, desain, operasi, dan pemeliharaan.
Artikel ini secara singkat menganalisis faktor-faktor yang memengaruhi pembangkitan daya PV dari perspektif kualitas konstruksi, desain optimasi (misalnya, sudut kemiringan ideal), dan peralatan seperti modul dan kotak penggabung.
1. Kualitas Konstruksi
Sebagian pihak pemasang, yang didorong oleh keuntungan, secara membabi buta mengurangi biaya konstruksi, sehingga mengakibatkan masalah kualitas yang dapat menyebabkan penurunan produksi listrik sebesar 3–6%.
Chen Lei, manajer Divisi Pembangkit Listrik Energi Baru di Institut Penelitian Cerdas State Grid, menyoroti dalam sebuah forum bahwa perusahaan harus mengadopsi praktik manajemen yang lebih baik untuk mencegah penundaan proyek, memilih material yang tepat dan berkualitas untuk memastikan mutu, serta melakukan perawatan dan pengawasan rutin untuk menjamin berfungsinya pembangkit listrik tenaga surya dengan baik.
Untuk pemasangan sistem PV terintegrasi bangunan, perlu disiapkan rencana organisasi konstruksi dan prosedur pengendalian mutu. Skema konstruksi dan langkah-langkah keselamatan yang sesuai juga harus dirumuskan, dengan penilaian kelayakan dilakukan bila diperlukan.
2. Desain Optimasi
Tujuan optimasi sistem adalah untuk memaksimalkan pembangkitan daya dengan menilai faktor-faktor seperti iradiasi matahari, reflektivitas cahaya, suhu lingkungan, kondisi angin, serta kinerja dan interaksi berbagai komponen sistem. Kurangnya desain optimasi pada beberapa pembangkit listrik fotovoltaik menyebabkan penurunan keluaran daya.
Pertimbangan desain utama meliputi:
Bayangan: Bayangan sangat memengaruhi efisiensi sistem, menimbulkan tekanan termal, dan mengurangi umur modul. Jenis bayangan meliputi bangunan di sekitarnya, pepohonan, bayangan yang berasal dari sistem PV itu sendiri, dan bayangan sementara yang disebabkan oleh debu.
Orientasi dan Sudut Kemiringan: Menghitung sudut kemiringan optimal sangat penting, karena sistem yang terhubung ke jaringan listrik atau yang tidak terhubung ke jaringan listrik memerlukan desain yang berbeda. Untuk sistem yang terhubung ke jaringan listrik, sudut kemiringan harus memaksimalkan keluaran daya harian rata-rata tahunan, sedangkan sistem yang tidak terhubung ke jaringan listrik dapat memprioritaskan beban musim panas atau musim dingin.
Sebagai contoh, di Nanjing:
Sistem yang terhubung ke jaringan listrik mencapai keluaran daya tahunan maksimum pada sudut kemiringan 25°, sekitar 7° lebih kecil dari garis lintang setempat.
Sistem off-grid bervariasi: untuk beban musim panas, sudut kemiringan optimal adalah 7°, jauh di bawah garis lintang setempat; untuk beban musim dingin, sudutnya adalah 46°, jauh lebih tinggi dari garis lintang setempat; untuk beban seimbang, sudut kemiringan 42° direkomendasikan.
3. Peralatan
Peralatan utama yang memengaruhi pembangkitan daya di pembangkit listrik fotovoltaik meliputi modul surya, kotak penggabung (combiner box), inverter, dan infrastruktur jaringan listrik.
Modul Surya
Selama pemilihan modul dan konstruksi sistem, mengoptimalkan kompatibilitas dan menggunakan campuran sel surya Kelas A dan Kelas B dapat meningkatkan efisiensi. Kualitas modul harus dipastikan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti garis lintang, spektrum, suhu, bayangan, lokasi, dan kondisi pengkabelan, yang semuanya memengaruhi kinerja modul.
Inverter
Inverter adalah satu-satunya peralatan, selain modul, yang dapat secara langsung meningkatkan efisiensi pembangkitan daya—berpotensi hingga 10%. Sebelum pemasangan, State Grid merekomendasikan untuk melakukan eksperimen simulasi dan berfokus pada pengurangan biaya melalui produksi massal daripada hanya mengejar manufaktur berbiaya rendah.
Koneksi Jaringan
Koneksi jaringan listrik masih menjadi tantangan signifikan bagi sistem tenaga surya di Tiongkok, yang masih dalam tahap awal pengembangan. Ketidaksesuaian antara desain sistem dan jaringan listrik, bersama dengan masalah penyerapan jaringan listrik secara penuh, menghambat efisiensi. Para ahli menyarankan untuk memprioritaskan konsumsi daya lokal guna mengurangi beban jaringan listrik dan membangun infrastruktur seperti stasiun pengisian daya kendaraan listrik untuk menurunkan biaya transmisi.
Melalui pengelolaan kualitas konstruksi yang komprehensif, optimasi sistem, dan pemilihan peralatan, industri fotovoltaik dapat meningkatkan efisiensi pembangkitan listrik dan lebih baik memenuhi persyaratan operasional dan profitabilitas.
