Jika campuran beton-karbon digunakan sebagai alat façade, apakah beban dan tekanan angin berpengaruh? Bagaimana cara menghimpun berkas radiasi lebih banyak untuk menghasilkan energi di atap rumah atau bangunan tinggi?
Temuan para peneliti di Fraunhofer Center for Silicon fotovoltaik CSP di kota Halle, Jerman, menunjukkan hasil sesuai kriteria yang ditentukan pada proyek SOLAR. Shell yang digarap oleh 150 mitra kerja sama.
Penemuan ini merupakan hasil kerja sama dengan tim arsitek antara Universitas Teknologi Leipzig, para ekonom dan budayawan dari HTWK Leipzig.
Para ahli memecahkan masalah yang belum tuntas pada penggunaan façade khusus penampung tenaga surya atau radiasi matahari yang diubah menjadi energi.
“Beragam elemen fotovoltaik (PV) yang diintegrasikan ke dalam façade ini dan menghasilkan lebih 50 persen energi matahari yang dihimpun alat modul surya—dilekatkan atau ditempelkan pada dinding bagian atap suatu bangunan,” tutur Sebastian Schindler, Manajer Proyek Fraunhofer CSP.
Dengan alat façade ini membuat sesuatu tampak secara visual, sedangkan ide dasar dan desain awal dikembangkan oleh para arsitek universitas mitra kerja sama Fraunhofer CSP.
Jumlah radiasi matahari yang digunakan menjadi sumber energi haruslah banyak dan capaian itu dapat dilakukan jika alat tangkap sinar matahari ditempatkan atau dibangun di atap rumah atau di bagian atas bangunan tinggi.
Persoalannya, bagaimana elemen fotovoltaik harus dimiringkan untuk mendapatkan radiasi matahari sebanyak mungkin? Seberapa besar modul harus dibuat dan berapa banyak sel surya yang harus mengandung secara optimal untuk menghasilkan energi yang optimal?
Tim peneliti menunjukkan hasil dengan uji coba atau demo penggunaan alat façade berukuran 2×3 meter. Bahan terbuat dari panel komposit aluminium yang jumlahnya mencapai 9 modul (panel) surya.
Para ahli Fraunhofer tidak menghadapi masalah serius berkat pengetahuan dan penguasaan teknologi yang mereka miliki. Sementara unsur fotovoltaik yang digunakan merupakan buatan rekan mereka di Fraunhofer CSP.
Apa mungkin menggunakan modul solar pada façade atau fasad dari beton? Para peneliti di Fraunhofer CSP, bersama ahli dari HTWK Leipzig, dan TU Dresden mengembangkan kemungkinan yang sesuai untuk mengintegrasikan elemen fotovoltaik untuk fasad (façade) berbahan beton.
Lebih khusus lagi, fasad beton dengan campuran karbon yang dikembangkan oleh konsorsium lebih dari 150 mitra melalui proyek yang dinamai C3–Carbon Concrete Composite.
“Di Fraunhofer CSP, kami menyelidiki bagaimana elemen fotovoltaik dapat menempel lebih baik seperti fasad dengan bahan karbon-beton. Jadi, beton dapat secara optimal dikombinasikan dengan ekstraksi tenaga surya,” Sebastian Schindler menambahkan.
Para peneliti mengembangkan tiga konsep dan prosedur yang berbeda untuk mengintegrasikan elemen PV ke dalam bagian façade: modul surya dapat dituangkan langsung ke bagian beton atau laminasi atau terpaku pada lembaran beton.
Hal ini juga memungkinkan untuk melampirkan modul ke lembaran beton dengan menekan tombol, koneksi sekrup. Atau metode lain dengan cara memelihara atau melakukan perbaikan.
“Kami mampu menunjukkan bahwa ketiga opsi pengencangan secara teknis layak dilakukan,” Sebastian Schindler meringkas penjelasannya.
Akan tetapi, tim ahli menghadapi satu tantangan yakni bagaimana cara memastikan akurasi dimensi modul PV dengan proses produksi dengan bahan beton.
Hal ini dilakukan, misalnya, dengan menurunkan bagian konkret (semen adukan) ke dalam modul yang cocok dengan tepat. Dengan cara ini, orientasi yang diinginkan terhadap radiasi matahari dan keseluruhan desain dapat dipertahankan.
“Akurasi dimensional harus diimplementasikan secara langsung di bagian beton,” ujar Sebastian Schindler.
Hal ini juga diperlukan untuk memastikan bahwa modul PV tidak kacau karena ukuran beton sangat tipis dan sesuai dengan posisi serat karbon—mempengaruhi kapasitas bantalan beban bagian façade.
Semenyara itu, tindak lanjut proyek SOLARcon yang juga dikerjakan bersama HTWK Leipzig dan TU Dresden serta dua mitra perusahaan, dan telah diluncurkan pada November 2019.
Para ahli Fraunhofer membangun solusi yang siap-pasar (komersial) untuk integrasi modul PV menjadi bagian beton ketika dilakuka prefabrikasi menuju produksi massal.
Apakah pengerhaan sel surya berakhir sukses? Untuk menjawab pertanyaan ini, para peneliti di Fraunhofer menjadikan subjek adalah komponen PV dan interface ke beton yang sesuai uji coba pada waktu berikutnya.
Bagaimana kondisi dan saling berpengaruh antarmuka tiap elemen dalam kondisi cuaca yang berbeda? Apa hasil percobaan dipercepat?
Selain pendekatan eksperimental, simulasi yang lebih spesifik pada metode elemen terbatas—merupakan agenda yang harus diselesaikan oleh tim proek.
Para ahli dapat menghitung misalnya bagaimana beton dan titik koneksi ke elemen PV memanas pada suhu tinggi atau bagaimana jika terpaan angin menjadi beban yang menekan modul (panel) surya—semua harus diperhitungkan oleh para ahli.
Sejak tahun 2000an, aplikasi panel surya telah digunakan oleh para pelaku industri di berbagai negara. Di Indonesia, beberapa perusahaan telah mensuplai kebutuhan energi surya melalui produksi module PV atau sel surya.
Singapore to Propose Post-Corona Rules for ASEAN Travel 