Teknologi coating khusus memperkuat modul PV ultra-tipis, membuka peluang efisiensi material, logistik, dan pengembangan energi surya ringan di Indonesia.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
TechnoMachinews.id – Fraunhofer IMWS (sumber): Sudah siap mengubah cara perusahaan di Indonesia memandang modul surya?
Mulai petakan peluang lightweight PV, evaluasi rantai pasok global, dan identifikasi proyek pilot yang dapat memberikan keunggulan biaya sekaligus memperkuat agenda keberlanjutan perusahaan.
Transformasi industri photovoltaic (PV) kini bergerak melampaui sekadar peningkatan efisiensi sel menuju rekayasa material yang lebih ringan, tangguh, dan efisien secara keseluruhan.
Pengembangan modul glass-glass dengan kaca depan dan belakang masing-masing hanya 1 mm hasil tim EXXOSQEL GmbH bersama Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP menunjukkan arah baru tersebut.
Melalui reactive surface coating, kaca ultra-tipis dapat diperkuat untuk menjawab tantangan mekanis tanpa harus kembali mengandalkan ketebalan material.
Bagi Indonesia, perkembangan ini relevan bukan hanya dari perspektif teknologi energi bersih, tetapi juga karena berpotensi memengaruhi biaya manufaktur, transportasi, instalasi, dan integrasi PV ke bangunan—sebuah area yang semakin strategis ketika perusahaan dituntut membangun rantai pasok energi yang lebih efisien dan berkelanjutan.
Perusahaan EXXOSQEL dan Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP mengembangkan modul PV kaca-ke-kaca dengan panel kaca depan dan belakang yang tebalnya hanya 1 mm.
Lapisan reaktif berfungsi mengompensasi kekuatan mekanis yang lebih rendah dan kurangnya kekakuan pada kaca yang sangat tipis tersebut.
Model demonstrasi ini menunjukkan potensi terciptanya modul surya yang lebih ringan dan lebih hemat material, misalnya untuk aplikasi fotovoltaik yang terintegrasi pada bangunan (BIPV).
Penggunaan kaca yang lebih tipis merupakan langkah yang lazim dalam industri fotovoltaik untuk mengurangi konsumsi material serta bobot modul, yang pada akhirnya menekan biaya transportasi dan penanganan.
Catat bahwa kaca jenis ini biasanya memiliki kekuatan mekanis dan kekakuan yang lebih rendah.
Fungsi perlindungan kaca depan terhadap komponen modul di bawahnya harus tetap terjaga, terutama saat terjadi hujan es atau kondisi cuaca ekstrem lainnya. Oleh karena itu, diperlukan solusi yang memadukan kaca tipis dengan ketahanan yang tinggi.
Fraunhofer CSP dan EXXOSQEL telah mengembangkan prototipe modul kaca-ke-kaca dengan kaca depan dan belakang setebal 1 mm dalam format ukuran 300 × 200 mm.
Modul ini menggunakan material enkapsulasi yang sudah umum digunakan serta seperempat sel atau quarter-cell yang dihubungkan secara seri; sel-sel ini dibuat dari sel PERC bifasial M6 dengan 9 busbar, di mana setiap seperempat sel menghasilkan daya sekitar 1,58 W.
Inti dari pengembangan ini adalah perlakuan permukaan reaktif multi-komponen yang diaplikasikan langsung pada kaca. Lapisan ini bereaksi dengan gugus hidroksil pada permukaan kaca—yang memiliki karakteristik berupa retakan mikro akibat proses pendinginan dan pembentukan panas.
Lapisan tersebut membentuk ikatan kovalen dengan matriks kaca, dan efek “penghubung” yang dihasilkan mampu memperkuat permukaan kaca. Sifat optiknya disesuaikan dengan karakteristik kaca guna meminimalkan hilangnya efisiensi.
Memetakan use case dan membangun kemitraan teknologi
Pembuatan prototipe ini memerlukan penyesuaian kondisi manufaktur: kaca yang sangat tipis tersebut harus dapat diintegrasikan secara andal ke dalam proses laminasi.
“Modul ini diproduksi menggunakan mesin laminator PV standar; parameter proses seperti suhu, tekanan, dan konfigurasi sistem telah disesuaikan,” jelas Ringo Köpge, manajer proyek Fraunhofer CSP.
Model yang ada saat ini merupakan demonstrator dengan ukuran kurang lebih setara kertas DIN A4. Apakah ketahanan yang diharapkan tersebut juga terbukti pada modul berukuran besar saat terpapar hujan es masih perlu dibuktikan melalui pengujian lebih lanjut.
Fraunhofer CSP berkontribusi dengan keahliannya dalam integrasi modul PV pada proyek ini, yang mencakup pemilihan dan interkoneksi sel, penggunaan material enkapsulasi yang tepat, serta penyesuaian parameter laminasi untuk kaca tipis.
Hal ini memungkinkan pelapis tersebut diuji pada perakitan modul, bukan hanya pada sampel kaca saja. “Proses pelapisan khusus ini tidak terbatas pada modul demonstrator saja, tetapi juga dapat diterapkan pada modul surya standar,” beber Ringo Köpge.
Dalam uji laboratorium, kekuatan kaca setebal 2 mm meningkat dari 79 MPa menjadi hingga 558 MPa; sementara untuk kaca setebal 1 mm, kekuatannya naik dari 184 MPa menjadi hingga 1.348 MPa.
Angka-angka ini mengacu pada sampel kaca dan belum menjadi bukti ketahanan modul PV berukuran besar saat digunakan di lapangan.
“Dibandingkan dengan pendekatan konvensional yang mengandalkan ketebalan kaca untuk mencapai kekuatan, metode ini menawarkan potensi yang signifikan. Penghematan bobot hingga 40 persen dapat dicapai; konsumsi energi dan emisi CO₂ dari produksi material pun dapat berkurang,” tutur Thomas C. Sauer, Direktur Pelaksana EXXOSQEL.
“Pelapis ini juga dapat diintegrasikan ke dalam proses manufaktur atau penyelesaian akhir kaca yang sudah ada.”
Tahap pengembangan selanjutnya mencakup penerapan teknologi ini pada modul berukuran besar serta pengujian ketahanan terhadap hujan es. Tim proyek melihat potensi khusus pada desain modul yang ringan, kaca depan dengan cetakan khusus, serta sistem fotovoltaik yang terintegrasi pada bangunan (BIPV).
Bagi pelaku industri di Indonesia dapat menjadikan efisiensi material sebagai agenda procurement dan supply chain.
Perusahaan energi, manufaktur, konstruksi, dan distributor PV perlu mulai mengevaluasi teknologi berdasarkan total cost of ownership, bukan hanya harga modul per watt. Modul yang lebih ringan berpotensi memberikan implikasi pada pengemasan, transportasi, penyimpanan, hingga instalasi.
Dorong pilot project sebelum adopsi berskala besar. Teknologi kaca 1 mm masih membutuhkan validasi lebih lanjut, khususnya untuk modul berformat besar dan ketahanan terhadap hujan es maupun beban mekanis lainnya.
Indonesia dapat memanfaatkan proyek percontohan sebagai tahap validasi sebelum implementasi komersial.
Prioritaskan BIPV dan proyek dengan keterbatasan beban struktur.
Potensi pengurangan bobot hingga 40 persen sebagaimana diklaim pengembang menjadikan konsep ini menarik untuk building-integrated photovoltaics (BIPV), atap komersial, fasilitas industri, serta bangunan yang memiliki keterbatasan struktur.
Manfaatkan ekosistem digital untuk memperluas sourcing. Platform seperti perusahaan sejenis dapat menjadi bagian dari strategi pencarian pemasok, pembandingan teknologi, dan penjajakan rantai pasok global.
Namun, aspek sertifikasi, quality assurance, rekam jejak manufaktur, serta kompatibilitas dengan standar Indonesia tetap harus menjadi gate sebelum pengadaan.
Bangun kolaborasi lintas industri. Perusahaan Indonesia sebaiknya mempertemukan produsen PV, perusahaan konstruksi, penyedia logistik, institusi riset, dan pemilik aset untuk menguji apakah manfaat bobot yang lebih rendah benar-benar menghasilkan penghematan operasional dalam konteks lokal.
Oleh sebab itu, inovasi ultra-thin glass PV sebaiknya dipandang sebagai sinyal perubahan dalam desain rantai nilai energi surya, bukan sekadar inovasi material.
Ketika ketahanan dapat ditingkatkan tanpa menambah ketebalan kaca, ruang untuk mengoptimalkan biaya material, logistik, konstruksi, dan emisi menjadi semakin terbuka.
Namun, kesiapan komersial tetap harus ditentukan melalui pengujian skala besar, ketahanan terhadap kondisi lingkungan, sertifikasi, serta evaluasi keekonomian lokal.
Bagi perusahaan yang ingin mempertahankan daya saing, langkah strategisnya bukan menunggu teknologi tersebut menjadi arus utama, melainkan mulai memetakan use case, membangun kemitraan teknologi, dan menjalankan pilot project secara terukur. #SalamSobatTechnoMachinews
