Sumber: theconversation.com
Penurunan 82 persen yang menakjubkan dalam biaya energi fotovoltaik surya (PV) sejak 2010 telah memberi dunia kesempatan berjuang untuk membangun sistem energi nol-emisi yang mungkin lebih murah daripada sistem berbahan bakar fosil yang digantikannya.
Badan Energi Internasional memproyeksikan bahwa kapasitas pembangkit tenaga surya PV harus tumbuh sepuluh kali lipat pada tahun 2040 jika kita ingin memenuhi tugas ganda yaitu mengurangi kemiskinan global dan membatasi pemanasan hingga jauh di bawah 2 derajat .
Tantangan kritis tetap ada. Matahari bersifat "intermiten", karena sinar matahari bervariasi di siang hari dan sepanjang musim, sehingga energi harus disimpan saat matahari tidak bersinar. Kebijakan juga harus dirancang untuk memastikan energi surya mencapai sudut-sudut terjauh dunia dan tempat-tempat yang paling membutuhkannya. Dan akan ada pertukaran yang tak terhindarkan antara energi matahari dan penggunaan lain untuk lahan yang sama, termasuk konservasi dan keanekaragaman hayati, sistem pertanian dan pangan, dan penggunaan masyarakat dan adat.
Kolega dan saya sekarang telah menerbitkan di jurnal Nature inventaris global pertama dari fasilitas pembangkit energi surya besar. "Besar" dalam hal ini mengacu pada fasilitas yang menghasilkan setidaknya 10 kilowatt saat matahari berada di puncaknya. (Instalasi atap perumahan kecil yang khas memiliki kapasitas sekitar 5 kilowatt).
Kami membangun sistem pembelajaran mesin untuk mendeteksi fasilitas ini dalam citra satelit dan kemudian menerapkan sistem pada citra lebih dari 550 terabyte menggunakan beberapa masa pakai komputasi manusia.
Kami mencari hampir setengah dari luas permukaan bumi, menyaring daerah-daerah terpencil yang jauh dari populasi manusia. Secara total kami mendeteksi 68.661 fasilitas surya. Dengan menggunakan area fasilitas ini, dan mengendalikan ketidakpastian dalam sistem pembelajaran mesin kami, kami memperoleh perkiraan global sebesar 423 gigawatt kapasitas pembangkit terpasang pada akhir tahun 2018. Ini sangat dekat dengan perkiraan Badan Energi Terbarukan Internasional (IRENA) sebesar 420 GW untuk periode yang sama.
Melacak pertumbuhan energi matahari
Studi kami menunjukkan kapasitas pembangkit PV surya tumbuh luar biasa 81 persen antara 2016 dan 2018, periode di mana kami memiliki citra cap waktu. Pertumbuhan terutama dipimpin oleh peningkatan di India (184 persen), Turki (143 persen), Cina (120 persen) dan Jepang (119 persen).
Berbagai fasilitas mulai dari instalasi gurun berskala gigawatt yang luas di Chili, Afrika Selatan, India dan barat laut China, hingga instalasi komersial dan atap industri di California dan Jerman, instalasi tambal sulam pedesaan di Carolina Utara dan Inggris, dan instalasi tambal sulam perkotaan di Korea Selatan dan Jepang.
Solar bercampur dengan sawah di tanah reklamasi di Korea Selatan. Stok untuk Anda / shutterstock
Keuntungan dari data tingkat fasilitas
Agregat tingkat negara dari dataset kami sangat dekat dengan statistik tingkat negara IRENA, yang dikumpulkan dari kuesioner, pejabat negara, dan asosiasi industri. Dibandingkan dengan set data tingkat fasilitas lainnya, kami mengatasi beberapa kesenjangan cakupan kritis, terutama di negara berkembang, di mana difusi PV surya sangat penting untuk memperluas akses listrik sekaligus mengurangi emisi gas rumah kaca. Di negara maju dan berkembang, data kami memberikan tolok ukur umum yang tidak bias berdasarkan pelaporan dari perusahaan atau pemerintah.
Data yang dilokalkan secara geospasial sangat penting untuk transisi energi. Operator jaringan listrik dan pelaku pasar listrik perlu mengetahui dengan tepat di mana fasilitas surya berada untuk mengetahui secara akurat jumlah energi yang mereka hasilkan atau akan dihasilkan. Sistem in-situ atau remote yang muncul dapat menggunakan data lokasi untuk memprediksi peningkatan atau penurunan pembangkitan yang disebabkan oleh, misalnya, awan yang lewat atau perubahan cuaca.
Peningkatan prediktabilitas ini memungkinkan solar untuk mencapai proporsi yang lebih tinggi dari campuran energi. Karena solar menjadi lebih dapat diprediksi, operator jaringan perlu menyimpan lebih sedikit pembangkit listrik bahan bakar fosil sebagai cadangan, dan lebih sedikit hukuman untuk pembangkitan yang berlebihan atau kurang akan berarti lebih banyak proyek marjinal akan dibuka.
Dengan menggunakan katalog belakang citra satelit, kami dapat memperkirakan tanggal pemasangan untuk 30 persen fasilitas. Data seperti ini memungkinkan kita untuk mempelajari kondisi yang tepat yang mengarah pada difusi energi surya, dan akan membantu pemerintah merancang subsidi dengan lebih baik untuk mendorong pertumbuhan yang lebih cepat.
Penulis membandingkan lokasi fasilitas surya dengan data penggunaan lahan, untuk mengetahui apa yang ada sebelumnya. Lahan pertanian (coklat muda) adalah yang paling umum. Kruitwagen dkk, Nature
Mengetahui di mana fasilitas juga memungkinkan kita untuk mempelajari konsekuensi yang tidak diinginkan dari pertumbuhan pembangkit energi surya. Dalam penelitian kami, kami menemukan bahwa pembangkit listrik tenaga surya paling sering berada di daerah pertanian, diikuti oleh padang rumput dan gurun.
Ini menyoroti kebutuhan untuk mempertimbangkan secara hati-hati dampak yang akan ditimbulkan oleh ekspansi sepuluh kali lipat dari kapasitas pembangkit PV surya dalam beberapa dekade mendatang pada sistem pangan, keanekaragaman hayati, dan lahan yang digunakan oleh populasi yang rentan. Pembuat kebijakan dapat memberikan insentif untuk memasang pembangkit tenaga surya di atap rumah yang menyebabkan lebih sedikit persaingan penggunaan lahan, atau pilihan energi terbarukan lainnya.