Dampak Lingkungan Penggunaan Photovoltaic

Oleh: Firman Sasongko

Di samping penggunaan panas matahari sebagai pembangkit listrik, pembangkitan listrik dengan sel surya merupakan kemungkinan lebih jauh untuk penggunaan energi radiasi matahari secara langsung. Namun begitu, berbeda dengan pembangkit listrik dengan panas matahari, energi matahari akan secara langsung dikonversikan menjadi energi listrik melalui sel surya.

Listrik dari sel surya memiliki sifatnya yang tidak menghasilkan noise selama operasi dan tanpa menghasilkan substansi atau partikel yang beracun pada pembangkit listriknya. Namun begitu, efek lingkungan dapat saja terjadi sebagaimana dijelaskan sebagai berikut:

Konstruksi

Efek lingkungan yang berhubungan dengan manufaktur pembangkit sel surya khususnya terjadi selama proses produksi sel surya. Dalam beberapa tahun terakhir, telah dibahas terutama terhadap penggunaan sumber mineral yang langka dan beracun. Solar sel dengan bahan mono-crystalline dan multi-crystalline begitu juga dengan silikon tak berbentuk secara umum dikenali sebagai sumber mineral yang langka dan sedikit digunakan, sedangkan teknologi sel cadmium telluride (CdTe) dan sel CIS merupakan mineral dengan konsumsi menengah. Aplikasi dari germanium (Ge) tampaknya secara khusus bermasalah untuk produksi sel silikon tak berbentuk; hal yang sama terjadi terhadap Indium (In) pada sel CIS dan tellurium pada sel CdTe.  Berdasarkan pengetahuan yang ada sekarang ini, kuantitas dari material-material tersebut adalah terbatas di bumi ini.

Dalam hal material beracun, hanya efek lingkungan yang sedikit yang dapat terjadi untuk teknologi silikon crystalline. Namun begitu, teknologi sel CdTe dan CIS dapat dianggap lebih bermasalah karena kandungan kadmium (Cd), selenium (Se), tellurium (Te) dan tembaga (Cu) yang tinggi. Selain itu, selama masa manufaktur dari modul CIS, substansi gas racun (seperti hidrogen selenida (H2Se)) dapat dihasilkan yang secara umum berhubungan dengan potensi bahaya lingkungan tertentu.

Secara umum, efek lingkungan yang berhubungan dengan manufaktur sel surya adalah sebanding dengan industri manufaktur semikonduktor. Akan tetapi, efek lingkungan yang telah dijelaskan relatif rendah karena peraturan legal akan perlindungan lingkungan yang berkembang. Hal ini juga benar akibat dibutuhkannya kemurnian material selama proses manufaktur sel surya. Di lain pihak, dapat saja terjadi potensi bahaya yang berhubungan dengan proses manufaktur dalam kasus kegagalan operasinya.

Operasi Normal

Selama operasi dari modul sel surya yang ditempatkan pada atap, tidak ada noise yang dihasilkan dan tidak ada substansi yang dikeluarkan. Inverter yang tersedia baru-baru ini di pasaran memiliki sifat low-noise yang sedang dikembangkan dengan menggunakan desain khusus. Hal ini memungkinkan pembangkitan listrik yang sangat ramah lingkungan. Selain itu, modul sel surya sangat mirip dengan atap dalam hal penyerapan dan pemantulan terhadap radiasi matahari. Oleh karena itu, tidak ada pengaruh yang besar terhadap iklim lokal. Baru-baru ini modul yang ditempatkan pada atap yang miring dan datar dalam beberapa kasus dapat terlihat dari jarak jauh. Hal ini dapat berpengaruh terhadap pandangan dari penduduk perkotaan maupun pedesaan. Namun di lain pihak, pemasangan tersebut tidak membutuhkan ruang tambahan.

Pembangkit listrik dengan sel surya yang ditempatkan pada tanah (seperti pembangkit listrik yang dipasang pada tanah bekas pertanian atau pertambangan) sebagian atau seluruhnya akan membatasi penggunaan lahan untuk keperluan lain. Namun begitu, hanya sebagian kecil dari lahan akan hilang untuk tujuan penggunaan lahan lainnya, yaitu hanya sekitar fondasi yang mendukung pemasangan modul sel surya. Lahan utama yang masih tersisa dapat digunakan untuk pertanian atau penanaman rerumputan untuk gembala domba. Oleh karena permukaan yang ditutupi relatif besar dan juga karena divergensi penyerapan dan pemantulan yang beragam jika dibandingkan dengan lahan pertanian, pengaruhnya terhadap iklim mikro dapat saja terjadi. Namun, efek lingkungan ini hanya relevan dalam kasus penggunaan sel surya secara besar-besaran, yang sangat jarang terjadi karena alasan ekonomi.

Operasi dari pembangkitan dengan sel surya juga berhubungan dengan transmisi radiasi elektromagnetik (aspek dari kompatibilitas elektromanget). Tidak seperti pembangkit listrik umumnya, pembangkit dengan sel surya umumnya dilengkapi dengan kabel arus searah secara besar-besaran dan dalam hal generator sel surya dibutuhkan permukaan radiasi yang luas, selain itu ditempatkan pada daerah perumahan penduduk sekitar. Namun begitu, selama proses pemasangan, umumnya terjamin bahwa lintasan tertutup dari pengkabelan, yang dapat bersifat sebagai antena dijaga sekecil mungkin. Hal ini merupakan tindakan protektif untuk menjaga iradiasi dan penerimaan radiasi elektromagnetik. Penerimaan radiasi gelombang elektromagnetik secara khusus merupakan permasalahan yang kritis dalam hal terjadinya petir di sekitar modul sel surya dan dapat menghasilkan tegangan dan arus berlebih jika daerah penerimaannya yang terlalu besar. Rusaknya komponen listrik dapat terjadi akibat hal tersebut. Namun begitu, medan magnetik dengan frekuensi rendah yang dihasilkan dari komponen sel surya tidaklah lebih besar dibandingkan dengan peralatan rumah tangga, dimana emisinya dapat dianggap lebih rendah seperti jika dibandingkan dengan televisi. Usaha manufaktur dalam hal desain modul akan lebih jauh mengurangi emisi, sehingga tidak ada pengaruh yang besar yang dapat terjadi.

Kegagalan Operasi

Untuk menghindari resiko bahaya terhadap manusia dan lingkungan karena kegagalan operasi dari pembangkit dengan sel surya, maka kegagalan pembangkit dan beberapa bagiannya harus  dapat diidentifikasi dan diperhatikan. Desain inveter dan pembangkit sel surya harus dapat melakukan deteksi terputusnya daya listrik dan juga pemadaman secara otomatis. Sistem sel surya hanya boleh dihubungkan dengan grid yang kuat. Inverter modern biasanya telah memiliki peralatan pengamanan yang sesuai, sehingga syarat diatas biasanya telah dipenuhi.

Kebakaran pada gedung-gedung, yang mengakibatkan modul sel surya dan lapisan gedung terbakar dapat menyebabkan terjadinya penguapan dari beberapa komponen di dalam sel surya. Mudahnya, dalam hal sel surya berbentuk film tipis yang berbahan cadmium telluride dan CIS, sejumlah kritis dari cadmium (Cd), tellurium (Te) dan selenium (Se) dapat dihasilkan; sebagai contoh pada percobaan pembakaran selama satu jam telah menunjukkan pembuangan 4 g/h selenium (Se), 8 g/h cadmium (Cd) dan tellurium (Te). Akan tetapi, pembuangan dari substansi-substansi ini adalah dibawah batas minimum yang berbahaya yang diberikan terhadap substansi-substansi tersebut. Oleh karena konsentrasi yang rendah, meskipun dalam kasus pembuangan cadmium (Cd) lengkap, konsentrasi cadmium yang berbahaya terhadap massa udara sekitar hanya dapat terjadi pada pembangkit dengan kapasitas yang lebih besar dari 100 kW. Modul yang dipasang pada atap dengan kapasitas sebesar itu merupakan kasus khusus seperti pada bangunan perindustrian. Dalam kasus kebakaran pada komponen pembangkit listrik seperti kabel dan inverter, sejumlah substansi berbahaya tambahan dapat dihasilkan ke lingkungan, namun tidak hanya terjadi pada pembangkit listrik dengan sel surya.

Lebih jauh lagi, pengalaman telah membuktikan bahwa dalam kasus yang ekstrim, hampir tidak mungkin terjadi, pemurnian air untuk air minum akibat terjadinya hujan ataupun modul sel surya ditenggelamkan ke dalam sungai tidak terlalu dibutuhkan.

Bahaya luka-luka akibat terjatuhnya modul sel surya, pemasangan yang tidak sempurna pada atap ataupun bagian muka gedung, atau sebagai akibat tegangan listrik antara berbagai koneksi listriknya, dapat dihindari dengan melakukan prosedural yang standar untuk konstruksi dan operasi dari pembangkit ini.

Dapat dikatakan bahwa pembangkitan listrik dengan sel surya memiliki kecenderungan terhadap kegagalan yang rendah, dan kegagalan dapat dibatasi pada lokasi tertentu. Dengan syarat bahwa modul terpasang dan dioperasikan secara baik, pengaruh lingkungan yang signifikan akan jarang ditemukan.

Masa Akhir Operasi

Berdasarkan pengetahuan yang ada, proses daur ulang dari solar modul secara besar-besaran adalah mungkin. Sebagai contoh proses daur ulang dari komponen kaca secara besar-besaran adalah mungkin dengan usaha yang sedikit. Untuk proses daur ulang dari komponen lainnya, akan dibutuhkan proses pemisahan kimia yang sangat kompleks. Modul berupa amorphous frameless adalah yang paling sesuai untuk daur ulang, oleh karena dapat dipindahkan pada proses pendaur-ulangan kaca berlubang dengan tanpa proses pengolahan awal. Metoda daur ulang yang sesuai untuk modul sel surya klasik adalah termasuk pemisahan asam dari ikatannya pada sebuah wafer sel surya, pemindahan modul frameless ke ferosilikon yang sesuai untuk produksi baja, dan juga pemisahan secara total dari modul menjadi kaca, logam, dan wafer silikon. Akan tetapi, teknologi cadmium tellurium (CdTe) dan CIS membutuhkan pengembangan lebih lanjut untuk menentukan apakah kandungan logam beratnya digabungkan secara langsung atau dibutuhkan proses pengolahan terlebih dahulu. Pengaruh lingkungan secara garis besar dapat disamakan dengan pengaruh umum pada cabang industri ini terhadap lingkungan alami. Namun begitu, karena pendaur-ulangan dari sistem sel surya adalah masih dalam tahap pertumbuhan, pengaruh lingkungan yang berhubungan akan dapat dikurangi di masa yang akan datang.

About konversi

This blog is a blog made by the students of the Laboratory Of Electric Energy Conversion, ITB. This blog shall be the place for us to write our researches and projects. Feel free to read any of the contents of this.
This entry was posted in PV. Bookmark the permalink.

One Response to Dampak Lingkungan Penggunaan Photovoltaic

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s