Tarshadigital.com – Panel surya dua fungsi kini menjadi perbincangan hangat di kalangan pemerhati teknologi energi terbarukan pada tahun 2026. Para peneliti dari Universitas Harvard berhasil mengembangkan sebuah perangkat pemanen energi surya yang unik dan kontradiktif. Inovasi ini hadir sebagai jawaban atas salah satu tantangan terbesar dalam dunia energi hijau: bagaimana menyediakan jenis energi yang tepat pada waktu yang tepat tanpa ketergantungan pada sistem komputer yang rumit.
Perangkat revolusioner ini memanfaatkan prinsip perubahan fase yang sangat sederhana, yakni proses penguapan dan pengembunan air, yang berfungsi sebagai sakelar optik alami. Hal ini memungkinkan perangkat untuk beralih secara pasif antara menghasilkan listrik selama cuaca panas di musim panas dan memberikan kehangatan langsung selama suhu dingin di musim dingin. Menariknya, semua proses ini terjadi tanpa memerlukan satu pun sensor, motor penggerak, atau chip komputer.
Mengenal Mekanisme Panel Surya Dua Fungsi yang Revolusioner
Teknologi panel surya tradisional sering kali dianggap kaku dan tidak fleksibel. Panel fotovoltaik (PV) standar akan terus menghasilkan listrik terlepas dari apakah sebuah gedung sedang membutuhkan daya untuk pendingin ruangan (AC) atau sebenarnya sedang berjuang untuk menjaga suhu tetap hangat. Sebaliknya, kolektor surya termal akan terus memompa panas bahkan di tengah gelombang panas yang menyengat.
Raphael Kay, penulis utama studi tersebut, menjelaskan bahwa kapasitas peralihan perangkat ini dikalibrasi sesuai dengan kebutuhan musiman bangunan yang sangat bergantung pada suhu lingkungan. Dengan membuat perangkat keras yang responsif terhadap lingkungan sekitarnya, tim Harvard telah menciptakan pemanen energi mode ganda yang selaras dengan kebutuhan dasar manusia. Panel surya dua fungsi ini secara cerdas memprioritaskan listrik untuk pendinginan saat musim panas dan beralih menjadi pemanas ruangan langsung saat musim dingin tiba.
Struktur perangkat ini dideskripsikan sebagai sandwich material yang elegan dan sederhana. Komponen utamanya terdiri dari lensa Fresnel (lensa tipis dengan permukaan bergerigi), ruang tertutup berisi air, dan sel fotovoltaik. Sistem ini beroperasi sepenuhnya berdasarkan kondisi atau wujud air di dalam ruang tersebut.
Keunggulan Panel Surya Dua Fungsi dalam Efisiensi Energi
Cara kerjanya sangat memukau secara sains. Ketika kondisi lingkungan berada pada suhu hangat atau panas, air di dalam perangkat tetap berada dalam fase uap. Kondisi ini menciptakan ketidakcocokan indeks bias yang tinggi, yang memungkinkan lensa Fresnel memfokuskan cahaya matahari secara tepat ke sel fotovoltaik untuk menghasilkan listrik dalam jumlah maksimal.
Namun, ketika lingkungan berubah menjadi dingin, air mencapai titik embunnya dan berubah menjadi kondensasi cair. Perubahan fisik ini secara otomatis mengurangi ketidakcocokan indeks bias dan melemahkan daya fokus lensa. Alih-alih mengenai sel surya, cahaya matahari justru melewati sel tersebut dan masuk ke dalam bangunan sebagai energi panas dalam ruangan. Dalam pengujian laboratorium yang mensimulasikan iklim empat musim, perangkat ini mampu melakukan koreksi mandiri pada titik embun 15 derajat Celcius.
Data menunjukkan bahwa dari bulan Mei hingga Oktober, perangkat akan memprioritaskan produksi listrik. Sementara itu, dari November hingga April, sistem secara otomatis bergeser ke mode pemanasan. Peningkatan kinerjanya pun sangat signifikan. Dalam mode pemanasan, sistem ini mampu mengubah sekitar 90 persen cahaya matahari yang mengenainya menjadi panas dalam ruangan. Menurut tim peneliti, hasil ini lima kali lebih efisien dibandingkan penggunaan panel surya tradisional yang dihubungkan dengan alat pemanas elektrik.
Masa Depan Implementasi Panel Surya Dua Fungsi di Tahun 2026
Joanna Aizenberg, Profesor Ilmu Material di Harvard SEAS, menyatakan bahwa komponen yang dapat dilaminasi ke dalam skylight atau fasad bangunan ini akan menjadi sangat kompetitif di masa depan. Terutama saat permintaan akan pendinginan ruangan terus meningkat di planet yang semakin panas ini. Kemampuannya yang secara alami condong ke produksi listrik selama periode panas menjadikannya solusi arsitektur hijau yang sangat menarik.
Meski memiliki potensi besar, tantangan mengenai sudut datang sinar matahari masih menjadi perhatian para ahli. Karena unit ini saat ini dipasang dalam posisi tetap, efisiensi fokus cahayanya paling maksimal hanya pada jam-jam tertentu. Jika matahari berada pada sudut yang miring, perangkat cenderung kembali ke mode pemanasan sebagai pengaturan standar.
Saat ini, tim Harvard terus berupaya mengembangkan strategi untuk memperluas jam aktif pada kedua mode tersebut. Target besarnya adalah menciptakan komponen murah dan berskala besar yang dapat diintegrasikan ke dalam berbagai infrastruktur, mulai dari rumah kaca, kendaraan, hingga kaca jendela pada gedung-gedung perkantoran modern di seluruh dunia. Penemuan panel surya dua fungsi ini bukan sekadar inovasi laboratorium, melainkan langkah nyata menuju efisiensi energi bangunan yang lebih mandiri dan cerdas tanpa bantuan listrik tambahan untuk sistem kontrolnya.
