Mengapa Menutupi Kanal Dengan Panel Surya Adalah Daya Pindah


Selai kacang dan jeli. Hall & Oates. Sekarang ada duo yang secara harfiah dan kiasan bisa menjadi lebih kuat: panel surya dan kanal. Bagaimana jika alih-alih membiarkan kanal terbuka, membiarkan matahari menguapkan air, kita menutupinya dengan panel yang akan menaungi cairan berharga dan menyedot energi matahari? Mungkin kemanusiaan bisa pergi untuk itu.

Para ilmuwan di California baru saja menghitung angka-angka tentang apa yang akan terjadi jika negara bagian mereka memasang panel surya di 4.000 mil kanal, termasuk Saluran Air California, dan hasilnya menunjukkan kemitraan yang berpotensi indah. Studi kelayakan mereka, diterbitkan di jurnal Keberlanjutan Alam, menemukan bahwa jika diterapkan di seluruh negara bagian, panel tersebut akan menghemat 63 miliar galon air dari penguapan setiap tahun. Pada saat yang sama, panel surya di seluruh kanal California yang terbuka akan menyediakan 13 gigawatt daya terbarukan setiap tahun, sekitar setengah dari kapasitas baru yang dibutuhkan negara untuk memenuhi tujuan dekarbonisasinya pada tahun 2030.

Sistem pengangkutan air California adalah yang terbesar di dunia, melayani 35 juta orang dan 5,7 juta hektar lahan pertanian. Tujuh puluh lima persen air yang tersedia berada di sepertiga utara negara bagian, sedangkan dua pertiga bagian bawah negara bagian menyumbang 80 persen dari permintaan perkotaan dan pertanian. Membawa semua air di sekitarnya membutuhkan pompa untuk membuatnya mengalir ke atas bukit; karenanya, sistem air adalah konsumen listrik terbesar di negara bagian itu.

Kanal panel surya tidak hanya akan menghasilkan energi terbarukan untuk digunakan di seluruh negara bagian, tetapi juga menjalankan sistem air itu sendiri. “Dengan menutupi kanal dengan panel surya, kami dapat mengurangi penguapan dan menghindari gangguan alam dan lahan kerja, sekaligus menyediakan energi terbarukan dan manfaat tambahan lainnya,” kata insinyur lingkungan Brandi McKuin dari University of California, Merced, dan University of California, Santa Cruz, penulis utama di atas kertas.

Ironisnya, kinerja panel surya turun seiring kenaikan suhu. Dalam sel surya, foton dari matahari menjatuhkan elektron dari atom, menghasilkan arus listrik. Ketika sebuah panel menjadi terlalu panas, itu membuat elektron-elektron berada dalam keadaan tereksitasi, sehingga mereka tidak menciptakan banyak energi saat dilepaskan oleh foton. Merentang panel di atas kanal akan, dalam arti tertentu, membuatnya menjadi berpendingin air, meningkatkan efisiensinya. “Selain itu,” McKuin menambahkan, “naungan dari panel mengurangi pertumbuhan gulma air, yang merupakan masalah utama dalam pemeliharaan kanal.”

Tekniknya juga tidak terlalu rumit. Anda bisa melempar rangka baja ke atas kanal dan menutupinya dengan panel. India sebenarnya telah bereksperimen dengan kanal surya seperti ini, dan telah menugaskan satu bentangan sepanjang 25 mil dengan perkiraan biaya $ 14 juta.

Untuk lebih jelasnya, makalah baru ini bukanlah upaya keras untuk pejabat negara untuk segera menutup semua kanal dengan panel surya. “Makalah kami bukanlah desain teknik rinci atau desain konseptual — ini studi kelayakan, bukti konsep untuk membawanya ke tahap investasi berikutnya dalam proyek demonstrasi,” kata insinyur Roger Bales dari University of California, Merced. “Tapi saya pikir jumlah listrik bisa menjadi signifikan, baik di seluruh negara bagian maupun lokal.”

Bales dan McKuin menghitung semua ini dengan memasukkan berbagai model. Laju penguapan, misalnya, berasal dari model hidrologi. Mereka juga melipatnya dalam model iklim, untuk memprediksi bagaimana keadaan akan menghangat di tahun-tahun mendatang. Mereka menjadi sangat terperinci sehingga mereka juga menghitung bagaimana efek pendinginan air kanal akan meningkatkan efisiensi pembangkit panel.

Pada akhirnya, mereka mendapatkan potensi penghematan tahunan sebesar 63 miliar galon air di seluruh California. Tetapi mereka juga memperhitungkan manfaat manusia dari proyek semacam itu, yang lebih samar. Misalnya, banyak petani yang memompa air dengan generator diesel. Jika panel surya menyediakan energi itu, itu bisa mengurangi emisi lokal, sehingga meningkatkan kualitas udara. “Anda dapat melihat biaya ekonominya, tetapi Anda juga dapat melihat manfaat sosialnya,” kata Bales.

Diposting oleh : joker123