Ini semua tentang uang. Mengapa solusi teknologi yang tampaknya hebat terkadang bisa gagal

Ketika saya masih muda, saya dulu percaya bahwa sains sendiri dapat memecahkan tantangan teknologi apa pun – dan solusi apa pun yang secara teknis terbaik akan menang. Hanya setelah menghabiskan beberapa tahun di industri, saya menyadari bagaimana ekonomi, kekuatan pasar, dan persaingan memainkan peran yang sama pentingnya (dan terkadang lebih besar). Solusi teknologi yang mungkin terlihat bagus di atas kertas, saya pelajari, dapat terseret oleh kesulitan praktis dan waktu yang tidak tepat.

Bagi siapa pun yang mengembangkan teknologi baru, penting untuk menetapkan poin tinjauan pada proyek, terus menilai pasar dan persaingan, dan secara teratur melihat kesiapan teknologi Anda dengan cara yang tidak memihak dan seimbang. Saya dapat memikirkan lusinan teknologi yang tidak berjalan sebagaimana mestinya. Namun di sini saya akan menjelajahi fotovoltaik (CPV) “konsentrator surya” – perangkat yang menghasilkan listrik menggunakan lensa atau cermin lengkung untuk memfokuskan sinar matahari ke sel surya kecil.

Saya diingatkan tentang topik ini sementara menulis tentang sel surya paling efisien di dunia, yang dikembangkan pada tahun 2019 di Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS. Ini adalah perangkat CPV dan memiliki efisiensi pemecahan rekor 47.1% saat diterangi oleh 143 matahari. Secara sepintas, perangkat ini terdengar luar biasa mengingat panel datar silikon fotovoltaik (PV) saat ini memiliki efisiensi hanya 22%.

Mengapa fotovoltaik konsentrator, yang pernah disebut-sebut sebagai hal besar berikutnya, tersingkir?

Tentu, sebagian besar instalasi CPV terlihat mengesankan dan futuristik, tetapi harga PV silikon panel datar telah turun drastis sehingga upaya untuk menggunakan CPV hampir terhenti sejak 2017 (bahkan jika penelitian tentangnya terus berlanjut). Apakah ini sebabnya CPV, yang pernah disebut-sebut sebagai hal besar berikutnya, tersingkir?

Kekuatan pasar

Penelitian CPV dimulai pada pertengahan 1970-an setelah guncangan embargo minyak Timur Tengah (Prog. fotovolt. Res. aplikasi 8 93). Sebagian besar pekerjaan dilakukan di Laboratorium Nasional Sandia di New Mexico, dengan sistem pertama yang terdiri dari lensa Fresnel akrilik yang memfokuskan sinar matahari ke sel PV silikon. Sel-sel didinginkan oleh air untuk menghentikan pemanasan dan kehilangan efisiensi; mereka juga menggunakan sistem pelacakan sehingga mereka selalu menghadap Matahari.

Perusahaan lain dengan cepat mencoba, dengan sistem CPV yang dikembangkan oleh semua orang dari Motorola dan Boeing hingga GE dan RCA. Beberapa proyek percontohan skala besar yang sukses muncul dari pekerjaan awal ini, terutama Proyek Soleras 350 kW di Arab Saudi dan sistem Entech 300 kW di Austin, Texas. Yang pertama berjalan terus-menerus dari tahun 1981 selama lebih dari 15 tahun dan memberikan wawasan berharga tentang kepraktisan dan biaya pengoperasian CPV.

Namun, selama awal 1980-an, pekerjaan terhenti karena urgensi krisis energi berlalu. Dengan minyak dan gas alam terbukti jauh lebih melimpah dari yang diperkirakan, harga bahan bakar ini anjlok. Jadi, begitu dana federal AS untuk CPV menjadi langka, sebagian besar peserta keluar. Penelitian diperkecil, meskipun beberapa orang yang berdedikasi terus mengejar impian tersebut.

Mudah untuk menyalahkan hilangnya minat pada CPV karena rendahnya harga gas alam atau kurangnya kemauan politik. Namun masalah terbesarnya adalah sistem CPV tidak laku. Sebaliknya, panel PV surya silikon datar biasa memiliki ratusan aplikasi, mulai dari navigasi hingga telekomunikasi. Mereka sangat andal, tidak memiliki bagian yang bergerak, dan hanya membutuhkan sedikit perawatan.

PV surya sangat berguna bagi orang-orang di negara berkembang, yang sekarang menggunakannya untuk penerangan, pendinginan, dan pemompaan air – terutama jika di daerah terpencil di mana sumber daya lain tidak tersedia. Sederhananya, tidak satu pun dari aplikasi ini yang cocok untuk CPV, yang hanya hemat biaya untuk instalasi yang lebih besar dari 100 kW.

Fajar baru?

Pasar untuk CPV memang meningkat setelah pengembangan CPV multi-persimpangan "tandem" efisiensi tinggi di awal tahun 2000-an, yang menggabungkan silikon dengan semikonduktor III-V seperti gallium arsenide. Faktanya, berbagai proyek CPV multi-megawatt telah ditugaskan di seluruh dunia sejak 2010 menggunakan perangkat tersebut. Sistem komersial modern memiliki efisiensi hingga 42% dan Badan Energi Internasional berpikir ini bisa meningkat hingga 50% pada pertengahan 2020-an.

Namun CPV superior ini pun tidak sempurna, membutuhkan sistem pelacakan aktif agar selalu menghadap Matahari serta pendinginan khusus. Itu banyak kerumitan tambahan untuk efisiensi ekstra. Terlebih lagi, sel tidak bekerja dengan baik dalam kondisi berkabut atau tercemar karena spektrumnya tidak cocok dengan sel yang “disetel” secara spektral. Hari berawan adalah masalah lain karena sinar matahari tidak cukup terkonsentrasi.

Ingin memangkas tagihan energi Anda? Cobalah sel surya pemecah rekor ini

Keterbatasan sistem PV multi-persimpangan ini mengurangi keluaran dayanya dan berdampak pada ekonomi dengan biaya modal dan tagihan pemeliharaan yang lebih tinggi. Sulit untuk melihat bagaimana mereka dapat memperbaiki panel surya PV, yang harganya turun 82% antara 2010 dan 2019, menurut Badan Energi Terbarukan Internasional.

Penurunan biaya PV surya panel datar sebagian besar didorong oleh skala ekonomi, tetapi pemerintah China juga berperan. Dengan mensubsidi industri PV suryanya secara besar-besaran, beberapa berpendapat bahwa China telah mampu menjual panel surya di AS dan Eropa dengan harga yang lebih murah daripada biaya pembuatan dan pengirimannya. Dikenal sebagai "dumping", praktik tersebut telah mengusir pesaing dan memungkinkan pemasok China menyudutkan pasar.

Dengan ekonomi yang sekarang sangat mendukung PV surya panel datar, prospek jangka pendek untuk industri CPV telah memudar. Beberapa fasilitas manufaktur CPV terbesar telah menutup operasi termasuk Suncore, Soitec, Amonix, dan SolFocus. PV surya panel datar, meskipun kurang efisien, telah memenangkan hari karena ekonomi yang sederhana.

Namun, semuanya tidak hilang. Mungkin zaman keemasan kedua untuk teknologi konsentrator surya ada di kartu yang menggunakan energi terkonsentrasi untuk menghangatkan cairan, dengan panas yang tersimpan diubah menjadi listrik saat Matahari tidak bersinar. Kemungkinan menarik yang akan saya diskusikan bulan depan.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/its-all-about-the-money-why-seemingly-great-technological-solutions-can-sometimes-fail/