Sumber: solar.com
Kita semua akrab dengan panel surya perumahan dan komersial. Mereka dapat ditemukan di seluruh negara bagian seperti California, New York, Massachusetts, dan banyak lagi. Panel biru dan hitam sangat dikenali dan menonjol dari rumah atau bangunan dengan atap tradisional.
Solar berbasis ruang, di sisi lain, adalah topik yang bahkan mereka yang memiliki pengetahuan di rumah dan solar komersial tidak cukup akrab dengannya. Jadi, seperti apakah matahari untuk ruang, dan bagaimana perbedaannya dengan teknologi surya konvensional?
Menggunakan Tenaga Surya di Pesawat Luar Angkasa
Sel fotovoltaik pertama kali digunakan pada satelit Vanguard 1 , yang diluncurkan oleh AS pada tahun 1958. Sejak itu, teknologi surya telah sangat diadaptasi dan dioptimalkan agar sesuai dengan kondisi ruang.
Satelit Vanguard 1 dan itu sel PV kecil
Panel surya konvensional monocrystalline atau polycrystalline yang digunakan dalam pengaturan perumahan dan komersial tidak cukup tahan lama untuk menahan kondisi ekstrim di ruang seperti panas dan dingin yang berlebihan, dan hujan radiasi matahari yang konstan. Karena faktor lingkungan yang unik ini, teknologi panel surya yang digunakan di ruang angkasa sangat berbeda dari panel konvensional.
Mengapa tenaga surya dibutuhkan di satelit?
Pesawat ruang angkasa dan satelit di ruang angkasa membutuhkan sejumlah besar energi untuk dapat beroperasi. Sebelum matahari adalah solusi yang layak untuk menyediakan daya ini, baterai digunakan. Satu-satunya masalah adalah bahwa baterai memiliki kapasitas yang ditetapkan, dan tanpa sarana untuk mengisi ulang baterai ini, mereka menjadi tidak berguna ketika mereka kehabisan energi.
Panel surya dipasangkan dengan baterai adalah pilihan yang jauh lebih baik karena mereka menyediakan aliran energi terbarukan yang konstan. Saat ini, matahari digunakan untuk menyediakan listrik ke sistem komputer dan sistem lain yang digunakan untuk memantau dan mengendalikan berbagai bagian dari pesawat ruang angkasa.
Tujuan utamanya, bagaimanapun, adalah menggunakan energi matahari untuk mendorong pesawat ruang angkasa dan meminimalkan atau sepenuhnya menghilangkan kebutuhan akan sumber bahan bakar lainnya. Ini akan memiliki implikasi serius bagi perjalanan ruang angkasa dengan cara yang sangat positif.
Teknologi solar apa yang digunakan pesawat ruang angkasa?
Ada dua jenis sel surya yang umum di pesawat ruang angkasa:
Sel silikon tertutup kaca tipis, dan
Sel multi-junction terdiri dari gallium arsenide dan bahan serupa lainnya.
Sel-sel silikon yang ditutupi dengan kaca sangat mirip dengan panel surya konvensional , tetapi mereka lebih ditingkatkan untuk menangani radiasi dan suhu ekstrem. Jenis panel ini dapat ditemukan di Stasiun Luar Angkasa Internasional , yang saat ini memegang mayoritas panel surya yang ditemukan di ruang angkasa.
Sel surya yang terbuat dari gallium arsenide jauh lebih efisien, dan sebagai hasilnya, kadang-kadang merupakan pilihan yang lebih baik ketika ruang fisik menjadi perhatian. Panel ini dapat mencapai efisiensi sekitar 34% vs. 15-20% yang dapat dicapai oleh sebagian besar panel surya komersial.
Panel gallium arsenide efisiensi tinggi dari satelit Dawn
Satelit di ruang angkasa juga dilengkapi dengan panel surya yang dapat mengikuti arah matahari untuk memaksimalkan penyerapan sinar matahari. Sinar matahari di ruang angkasa bahkan lebih berlimpah daripada di Bumi, karena tidak adanya atmosfer. Sekitar 55-60% energi matahari dipantulkan atau diserap dalam perjalanannya ke permukaan bumi melalui awan, gas, dan debu.
Panel surya yang ditemukan di banyak satelit di ruang angkasa juga termasuk struktur lipat yang memungkinkan panel untuk memperluas saat pesawat ruang angkasa berada di orbit. Format ini juga digunakan di Stasiun Luar Angkasa Internasional.
Terakhir, panel surya di ruang angkasa tidak perlu mengubah listrik DC menjadi AC. Di Bumi, listrik Anda semua elektronik Anda menggunakan daya AC. Inilah sebabnya mengapa perlu memiliki inverter surya untuk mengubah basis listrik DC dari panel Anda menjadi AC. Daya AC juga berguna untuk mentransmisikan listrik jarak jauh.
Karena listrik yang satelit di ruang angkasa atau pesawat ruang angkasa lainnya tidak perlu menempuh jarak ini, ia bisa tetap dalam format DC. Ini juga membantu mengurangi jumlah perangkat keras yang dibutuhkan untuk sistem ini.
Space Solar Tech Dibangun Lebih Tahan Lama dan Efisien
Secara keseluruhan, ada banyak kesamaan antara panel surya berbasis ruang dan panel surya konvensional. Keduanya termasuk sel-sel yang terbuat dari bahan konduktif (biasanya silikon) dan masuk ke dalam susunan. Perbedaan terbesar berkaitan dengan kualitas keseluruhan dan daya tahan modul.
Di ruang angkasa, ada panas ekstrem, dingin, dan radiasi. Ini diperhitungkan dalam panel surya berbasis ruang dan secara alami mempengaruhi keadaan perangkat keras. Selain itu, NASA terus-menerus bereksperimen dengan bahan semikonduktor berbeda untuk menghasilkan sel surya yang lebih baik untuk ruang. Gallium arsenide adalah salah satu contohnya, dan harus ada banyak inovasi baru di jalan!