Jurnal Teknik Indonesia

Volume x Nomor x Januari xxxx

https://jti.publicascientificsolution.com/index.php/rp

PERBANDINGAN PERFORMA PANEL SURYA MONOKRISTALIN DAN

POLIKRISTALIN DI IKLIM TROPIS INDONESIA

Aldo Hermaya Aditiya Nur Karsa

STMIK LIKMI, Indonesia

aldohermayaaditia@gmail.com

Abstract

Solar energy is one of the potential renewable solutions to reduce dependence on fossil energy. As a

tropical country, Indonesia has great potential in using solar energy. However, the performance of the

two main types of solar panels, monocrystalline and polycrystalline, in Indonesia's tropical climate has

not been comprehensively discussed. Although both solar panels are often used, tropical climates' high

temperature and humidity can affect their energy conversion efficiency. This study aims to compare the

performance of monocrystalline and polycrystalline solar panels in tropical climate conditions in

Indonesia, focusing on energy conversion efficiency, resistance to temperature and humidity, and long-

term operational costs. This study uses a comparative experimental method with direct measurements

in the field. Monocrystalline and polycrystalline solar panels are installed in two locations with tropical

climates in Indonesia (Jakarta and Bali). The data collected included the solar panels' light intensity,

temperature, humidity, and power output, which were then analyzed using descriptive statistics, t-tests,

and regression analysis. The results showed that monocrystalline panels have higher efficiency in high

light intensity, but are more susceptible to high temperatures. In contrast, polycrystalline panels show

more stable performance at high temperatures and high humidity albeit with slightly lower efficiency.

Keywords: Solar Panels, Monocrystalline, Polycrystalline, Tropical Climate, Energy Efficiency,

Humidity

Abstrak

Energi surya merupakan salah satu solusi terbarukan yang potensial untuk mengurangi

ketergantungan terhadap energi fosil. Indonesia, sebagai negara tropis, memiliki potensi besar

dalam pemanfaatan energi surya. Namun, performa dua jenis panel surya utama, yaitu

monokristalin dan polikristalin, di iklim tropis Indonesia masih belum banyak dibahas secara

komprehensif. Meskipun kedua jenis panel surya sering digunakan, faktor suhu dan

kelembaban tinggi di iklim tropis dapat mempengaruhi efisiensi konversi energi mereka.

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan performa panel surya monokristalin dan

polikristalin dalam kondisi iklim tropis Indonesia, dengan fokus pada efisiensi konversi

energi, daya tahan terhadap suhu dan kelembaban, serta biaya operasional jangka

panjang.Penelitian ini menggunakan metode eksperimen komparatif dengan pengukuran

langsung di lapangan. Panel surya monokristalin dan polikristalin dipasang di dua lokasi

dengan iklim tropis di Indonesia (Jakarta dan Bali). Data yang dikumpulkan meliputi

intensitas cahaya, suhu, kelembaban, dan output daya panel surya, yang kemudian dianalisis

menggunakan statistik deskriptif, uji t, dan analisis regresi. Hasil penelitian menunjukkan

bahwa panel monokristalin memiliki efisiensi yang lebih tinggi dalam intensitas cahaya tinggi,

namun lebih rentan terhadap suhu tinggi. Sebaliknya, panel polikristalin menunjukkan kinerja

yang lebih stabil di suhu tinggi dan kelembaban tinggi meskipun dengan efisiensi yang sedikit

lebih rendah.

Kata Kunci: Panel Surya, Monokristalin, Polikristalin, Iklim Tropis, Efisiensi Energi,

Kelembaban

Jurnal Teknik Indonesia

E-ISSN: 2963-2293 | P-ISSN: 2964-8092

DOI:

Corresponding Author;

E-mail: aldohermayaaditia@gmail.com

Pendahuluan

Energi terbarukan, khususnya energi surya, telah menjadi solusi yang sangat

penting dalam mengurangi ketergantungan terhadap energi fosil yang semakin terbatas

dan berdampak negatif terhadap lingkungan (Cai et al., 2020; Chan et al., 2018; Hossain

et al., 2021). Potensi Indonesia dalam memanfaatkan energi surya sangat besar mengingat

posisinya yang terletak di daerah tropis, yang mendapat paparan sinar matahari yang

melimpah sepanjang tahun. Oleh karena itu, memanfaatkan potensi energi surya menjadi

salah satu langkah strategis untuk mendukung ketahanan energi di Indonesia (Ghosh et

al., 2019; Liu et al., 2020; Tuan et al., 2021). Penggunaan panel surya sebagai alat untuk

menghasilkan energi listrik dari sinar matahari semakin populer karena kemudahan

instalasi dan efisiensinya dalam konversi energi.

Dalam sistem fotovoltaik, terdapat dua jenis utama panel surya yang banyak

digunakan, yaitu panel surya monokristalin dan polikristalin. Panel surya monokristalin

dikenal memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan panel polikristalin

karena terbuat dari satu kristal silikon tunggal (Roh et al., 2020; Mishra & Mathur, 2020;

Sharma et al., 2021). Meskipun demikian, faktor-faktor lingkungan, seperti suhu dan

kelembaban yang tinggi, dapat memengaruhi kinerja panel surya di negara tropis seperti

Indonesia. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengevaluasi kinerja kedua jenis panel

ini dalam konteks iklim tropis Indonesia.

Pentingnya penelitian ini terletak pada kebutuhan untuk memahami lebih dalam

bagaimana kedua jenis panel surya tersebut berperforma dalam kondisi lingkungan tropis

yang memiliki karakteristik suhu dan kelembaban tinggi sepanjang tahun (Vijayan et al.,

2019; Abdullah et al., 2021; Tan et al., 2020). Indonesia, dengan kondisi iklim tropis yang

panas dan lembap, memiliki tantangan tersendiri dalam memastikan efisiensi sistem

energi surya yang optimal. Meskipun ada beberapa penelitian yang membahas performa

panel surya di iklim tropis, sebagian besar masih terfokus pada studi laboratorium atau

hanya menggunakan model teoritis yang belum divalidasi dengan data lapangan yang

memadai (Zhang et al., 2019; Hughes et al., 2018; Liew et al., 2022).

Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa panel monokristalin

memiliki kinerja yang lebih baik pada suhu yang lebih rendah, sementara panel

polikristalin cenderung lebih stabil pada suhu tinggi (Tan et al., 2020; Sharma et al., 2021;

Roh et al., 2020). Penelitian yang dilakukan oleh Vijayan et al. (2019) juga

mengungkapkan bahwa meskipun panel monokristalin lebih efisien dalam konversi

energi, suhu yang tinggi dapat menurunkan efisiensinya dengan cepat. Oleh karena itu,

perbandingan performa kedua jenis panel surya di iklim tropis yang ekstrem, dengan

mempertimbangkan variabel seperti suhu, kelembaban, dan intensitas cahaya matahari,

Judul

Nama Penulis

sangat diperlukan untuk memberikan gambaran yang lebih akurat mengenai potensi

mereka di Indonesia.

Meskipun terdapat beberapa penelitian terkait dengan panel surya di Indonesia,

sebagian besar fokus pada analisis laboratorium atau model simulasi yang tidak

sepenuhnya mencerminkan kondisi lapangan yang sesungguhnya (Hossain et al., 2021;

Zhang et al., 2019; Purnomo et al., 2020). Selain itu, banyak penelitian yang tidak

mempertimbangkan faktor perubahan suhu yang drastis sepanjang hari yang terjadi di

daerah tropis. Kondisi ini membuat penelitian di lapangan menjadi penting untuk

mengidentifikasi apakah teori yang ada benar-benar dapat diaplikasikan dalam konteks

Indonesia, yang dikenal dengan iklim tropis yang khas.

Terdapat gap yang signifikan dalam literatur yang ada, yaitu perbandingan langsung

antara performa panel surya monokristalin dan polikristalin dalam kondisi iklim tropis

Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mengisi kekosongan tersebut dengan melakukan

eksperimen lapangan untuk membandingkan efisiensi konversi energi, daya tahan, dan

biaya operasional dari kedua jenis panel surya di lokasi-lokasi yang berbeda di Indonesia,

yaitu Jakarta dan Bali (Liu et al., 2020; Abdullah et al., 2021; Purnomo et al., 2020). Data

yang diperoleh akan memberikan wawasan yang lebih mendalam tentang bagaimana

kedua jenis panel tersebut beradaptasi terhadap faktor-faktor lingkungan yang ekstrem.

Novelty dari penelitian ini terletak pada pendekatannya yang berbasis eksperimen

lapangan di Indonesia, yang berbeda dari banyak penelitian sebelumnya yang hanya

mengandalkan simulasi atau pengujian di laboratorium (Ghosh et al., 2019; Mishra &

Mathur, 2020; Liew et al., 2022). Penelitian ini juga menawarkan pendekatan komparatif

yang sistematis dalam menguji kedua jenis panel surya di kondisi nyata dengan mengukur

variabel-variabel yang mempengaruhi kinerja, seperti suhu, kelembaban, dan intensitas

cahaya matahari. Penelitian ini akan memberikan data yang lebih valid dan aplikasi

praktis terkait pemilihan jenis panel surya yang lebih efisien untuk digunakan di

Indonesia.

Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk membandingkan performa panel

surya monokristalin dan polikristalin dalam kondisi iklim tropis Indonesia dengan fokus

pada efisiensi konversi energi, daya tahan, dan biaya operasional (Tuan et al., 2021;

Purnomo et al., 2020; Liu et al., 2020). Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk

mengidentifikasi faktor-faktor lingkungan yang paling mempengaruhi kinerja kedua jenis

panel surya, serta memberikan rekomendasi yang lebih konkret bagi pengembangan

sistem energi terbarukan di Indonesia. Diharapkan, hasil penelitian ini akan berkontribusi

dalam meningkatkan pemahaman mengenai pengaruh suhu tinggi terhadap kinerja panel

surya dan memberikan data yang lebih akurat mengenai potensi energi surya di wilayah

tropis Indonesia.

Metode Penelitian

A. Jenis Penelitian

Penelitian ini merupakan jenis penelitian kuantitatif eksperimen dengan

pendekatan komparatif. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk membandingkan

Jurnal Teknik Indonesia

E-ISSN: 2963-2293 | P-ISSN: 2964-8092

DOI:

performa dua jenis panel surya, yaitu monokristalin dan polikristalin, dalam kondisi

iklim tropis Indonesia. Pendekatan eksperimen dipilih karena memungkinkan

pengukuran langsung terhadap kinerja kedua jenis panel surya di lapangan.

Pengumpulan data dilakukan dengan cara observasi terhadap variabel-variabel yang

dapat mempengaruhi performa panel surya, seperti suhu, intensitas cahaya, dan

kelembaban (Purnomo et al., 2020; Liu et al., 2020; Tuan et al., 2021). Pendekatan ini

dapat memberikan gambaran yang lebih akurat mengenai kinerja kedua jenis panel

dalam kondisi nyata.

B. Populasi dan Sampel (Population and Sampling)

Populasi dalam penelitian ini adalah semua jenis panel surya yang terpasang di

berbagai lokasi di Indonesia yang memiliki iklim tropis. Sampel penelitian terdiri dari

dua jenis panel surya, yaitu panel surya monokristalin dan polikristalin. Pemilihan

sampel dilakukan dengan menggunakan teknik purposive sampling, yaitu memilih dua

lokasi dengan iklim tropis yang representatif di Indonesia, yaitu Jakarta dan Bali, yang

memiliki karakteristik cuaca dan suhu yang berbeda (Vijayan et al., 2019; Abdullah et

al., 2021; Hughes et al., 2018). Masing-masing lokasi akan dipasang satu unit panel

monokristalin dan satu unit panel polikristalin dengan kapasitas dan ukuran yang

setara. Oleh karena itu, total sampel yang digunakan untuk eksperimen ini adalah

empat unit panel surya, yaitu dua unit panel monokristalin dan dua unit panel

polikristalin, yang akan dipasang pada dua lokasi penelitian yang berbeda.

C. Instrumen Penelitian (Research Instrument)

Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari beberapa alat

pengukur untuk mencatat variabel-variabel yang mempengaruhi performa panel surya.

Instrumen tersebut antara lain:

1. Alat Pengukur Intensitas Cahaya (Lux Meter): Untuk mengukur intensitas

cahaya matahari yang diterima oleh panel surya pada setiap lokasi. Alat ini akan

digunakan untuk mengukur variabilitas intensitas cahaya sepanjang hari

(Sharma et al., 2021; Mishra & Mathur, 2020).

2. Thermometer dan Termometer Inframerah: Untuk mengukur suhu panel dan

suhu lingkungan sekitar panel surya. Pengukuran suhu akan dilakukan untuk

mengetahui pengaruh suhu terhadap kinerja panel surya, mengingat suhu tinggi

dapat memengaruhi efisiensi konversi energi (Roh et al., 2020; Tuan et al., 2021).

3. Pengukur Tegangan dan Arus (Multimeter): Untuk mengukur output daya

listrik yang dihasilkan oleh kedua jenis panel surya. Multimeter digunakan

untuk mencatat variabel daya yang dihasilkan oleh masing-masing panel (Ghosh

et al., 2019; Liu et al., 2020).

4. Data Logger: Digunakan untuk merekam data suhu, intensitas cahaya, tegangan,

dan arus secara otomatis setiap interval waktu tertentu (Purnomo et al., 2020;

Liew et al., 2022).

5. Formulir Observasi: Digunakan untuk mencatat kondisi lingkungan sekitar dan

pengamatan lain yang relevan selama eksperimen, seperti kelembaban dan

kondisi cuaca (Hossain et al., 2021).

Teknik Pengumpulan Data (Data Collection Technique)

Data akan dikumpulkan menggunakan dua metode utama:

1. Pengukuran Langsung (Direct Measurement): Pengumpulan data dilakukan

dengan menggunakan alat pengukur intensitas cahaya, suhu, tegangan, dan arus

Judul

Nama Penulis

secara langsung dari panel surya yang terpasang di kedua lokasi. Pengukuran

dilakukan setiap jam untuk mencatat variabilitas kinerja panel sepanjang hari.

Teknik ini memungkinkan pengamatan yang lebih objektif terhadap kinerja

panel di bawah kondisi nyata (Vijayan et al., 2019; Hossain et al., 2021).

2. Observasi Lapangan (Field Observation): Peneliti melakukan observasi secara

langsung terhadap kondisi fisik panel surya dan lingkungan sekitarnya. Data

yang dikumpulkan melalui observasi lapangan mencakup kelembaban, cuaca,

dan kondisi lain yang dapat mempengaruhi kinerja panel surya (Tan et al., 2020;

Zhang et al., 2019). Pengumpulan data lapangan ini bertujuan untuk melengkapi

pengukuran teknis dengan informasi kontekstual yang lebih luas.

D. Prosedur Penelitian (Research Procedure)

Prosedur penelitian ini dimulai dengan langkah-langkah persiapan dan instalasi

panel surya di lokasi-lokasi yang dipilih. Langkah-langkah prosedur penelitian adalah

sebagai berikut:

1. Persiapan Alat dan Bahan: Sebelum pelaksanaan eksperimen, semua instrumen

yang diperlukan, seperti lux meter, thermometer, multimeter, dan data logger,

akan disiapkan. Panel surya akan dipasang di lokasi yang telah dipilih, yaitu di

Jakarta dan Bali.

2. Pemasangan Panel Surya: Panel surya monokristalin dan polikristalin dipasang

pada lokasi yang memiliki paparan sinar matahari langsung dan representatif

terhadap iklim tropis. Pemasangan dilakukan dengan memastikan bahwa tidak

ada bayangan atau hambatan lain yang dapat mengganggu hasil penelitian

(Abdullah et al., 2021; Liu et al., 2020).

3. Pengumpulan Data: Data akan dikumpulkan setiap hari selama periode

pengamatan yang berlangsung selama tiga bulan. Setiap alat pengukur akan

digunakan untuk mencatat variabel yang relevan pada interval waktu yang telah

ditentukan, misalnya setiap jam atau dua jam. Pengukuran ini dilakukan secara

berkesinambungan untuk melihat fluktuasi kinerja panel sepanjang hari dan

musim (Purnomo et al., 2020; Tuan et al., 2021).

4. Analisis Data: Setelah pengumpulan data selesai, langkah selanjutnya adalah

menganalisis data yang telah terkumpul. Proses ini dilakukan dengan

menggunakan teknik analisis statistik yang relevan untuk membandingkan

kinerja kedua jenis panel surya di berbagai kondisi lingkungan (Liew et al., 2022;

Mishra & Mathur, 2020).

E. Teknik Analisis Data (Data Analysis Technique)

1. Analisis data dalam penelitian ini dilakukan menggunakan pendekatan statistik

deskriptif dan inferensial untuk membandingkan performa kedua jenis panel

surya. Langkah-langkah analisis data adalah sebagai berikut:

2. Statistik Deskriptif: Menghitung rata-rata, standar deviasi, dan grafik distribusi

untuk suhu, intensitas cahaya, dan daya yang dihasilkan oleh kedua jenis panel

surya selama periode penelitian. Data ini akan memberikan gambaran umum

tentang kinerja kedua panel dalam kondisi iklim tropis yang berfluktuasi

(Sharma et al., 2021; Hossain et al., 2021).

3. Analisis Perbandingan (T-Test): Uji t digunakan untuk mengetahui apakah

terdapat perbedaan signifikan antara performa kedua jenis panel surya dalam

hal daya yang dihasilkan, dengan mempertimbangkan variabel suhu dan

intensitas cahaya. Uji t ini bertujuan untuk memastikan apakah perbedaan

Jurnal Teknik Indonesia

E-ISSN: 2963-2293 | P-ISSN: 2964-8092

DOI:

kinerja yang diamati antara kedua panel adalah signifikan secara statistik

(Vijayan et al., 2019; Roh et al., 2020).

4. Analisis Regresi: Analisis regresi dilakukan untuk mengevaluasi hubungan

antara variabel suhu, intensitas cahaya, dan kelembaban dengan output daya

yang dihasilkan oleh panel surya. Tujuan dari analisis ini adalah untuk

mengidentifikasi faktor-faktor lingkungan yang paling berpengaruh terhadap

efisiensi panel surya (Ghosh et al., 2019; Liu et al., 2020).

5. Visualisasi Data: Data yang telah dianalisis akan disajikan dalam bentuk tabel,

grafik, dan diagram untuk memudahkan perbandingan kinerja kedua jenis panel

surya di bawah kondisi lingkungan yang berbeda (Tan et al., 2020; Liew et al.,

2022).

Hasil dan Pembahasan

1. Perbandingan Kinerja Panel Surya Monokristalin dan Polikristalin dalam Kondisi

Iklim Tropis Indonesia

Penelitian ini membandingkan kinerja panel surya monokristalin dan polikristalin

di dua lokasi yang memiliki iklim tropis yang berbeda, yaitu Jakarta dan Bali. Jakarta

memiliki suhu rata-rata yang lebih tinggi dan kelembaban yang relatif lebih rendah

dibandingkan dengan Bali, yang memiliki suhu sedikit lebih rendah namun kelembaban

lebih tinggi. Kinerja kedua jenis panel surya diukur dengan mengamati output daya

yang dihasilkan selama periode pengamatan yang mencakup suhu dan intensitas

cahaya matahari yang bervariasi.

Berdasarkan data yang dikumpulkan, terlihat perbedaan yang signifikan antara

kedua jenis panel dalam merespons variasi suhu dan intensitas cahaya matahari. Secara

keseluruhan, panel surya monokristalin menunjukkan efisiensi konversi energi yang

lebih tinggi daripada panel polikristalin. Pada sebagian besar periode pengamatan,

panel monokristalin menghasilkan daya yang lebih tinggi, terutama pada intensitas

cahaya matahari yang tinggi, yang merupakan karakteristik khas iklim tropis Indonesia.

Hal ini sesuai dengan penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa panel

monokristalin lebih efisien dalam kondisi ideal dengan intensitas cahaya yang tinggi

(Ghosh et al., 2019; Liu et al., 2020; Purnomo et al., 2020). Kinerja panel monokristalin

yang lebih baik ini dapat dijelaskan oleh sifat materialnya yang menggunakan kristal

silikon tunggal, yang memungkinkan efisiensi yang lebih tinggi dalam konversi energi.

Namun, meskipun panel monokristalin memiliki efisiensi lebih tinggi, pengaruh

suhu ekstrem yang sering terjadi di iklim tropis Indonesia menyebabkan penurunan

efisiensi yang lebih cepat dibandingkan dengan panel polikristalin. Panel monokristalin,

yang lebih sensitif terhadap suhu tinggi, mengalami penurunan output daya yang lebih

signifikan ketika suhu lingkungan meningkat (Sharma et al., 2021; Mishra & Mathur,

2020; Roh et al., 2020). Hasil ini mengkonfirmasi bahwa meskipun panel monokristalin

lebih efisien pada suhu rendah, suhu tinggi yang ditemukan di daerah tropis dapat

mengurangi efisiensinya dengan cepat, terutama setelah suhu melebihi ambang batas

tertentu, yaitu sekitar 35°C.

Sebaliknya, panel polikristalin menunjukkan kinerja yang lebih stabil meskipun

suhu lingkungan dan kelembaban bervariasi, yang membuatnya lebih cocok digunakan

Judul

Nama Penulis

di iklim tropis. Panel polikristalin memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap suhu

tinggi, meskipun efisiensinya sedikit lebih rendah dibandingkan panel monokristalin

pada kondisi suhu dan cahaya matahari yang ideal (Vijayan et al., 2019; Tan et al., 2020).

Kinerja panel polikristalin yang lebih stabil pada suhu tinggi dan kelembaban yang lebih

tinggi ini menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk aplikasi energi surya di

Indonesia, di mana suhu tinggi dan kelembaban relatif sering menjadi faktor pembatas.

Untuk menggambarkan perbedaan ini lebih jelas, berikut adalah tabel yang

menunjukkan perbandingan output daya antara panel monokristalin dan polikristalin

pada suhu dan kelembaban yang berbeda. Data ini mencakup pengukuran output daya

rata-rata yang dihasilkan oleh kedua jenis panel pada suhu 30°C dan 35°C serta

kelembaban sekitar 85% hingga 90%.

Tabel 1. Output Daya Rata-rata per Jenis Panel Surya

Jenis Panel

Output Daya (W)

Suhu (°C)

Kelembaban (%)

Monokristalin

320

Polikristalin

280

Monokristalin

310

Polikristalin

275

Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa meskipun panel monokristalin memiliki

output daya yang lebih tinggi pada suhu yang lebih rendah (30°C), seiring dengan

meningkatnya suhu dan kelembaban (35°C, 90%), penurunan daya pada panel

monokristalin lebih cepat dibandingkan dengan panel polikristalin. Ini menunjukkan

bahwa meskipun panel monokristalin lebih efisien dalam kondisi suhu rendah,

ketahanan panel polikristalin terhadap suhu dan kelembaban tinggi memberikan

keuntungan dalam jangka panjang di iklim tropis. Hal ini membuat panel polikristalin

menjadi pilihan yang lebih stabil dan dapat diandalkan untuk aplikasi energi surya di

daerah tropis seperti Indonesia.

Kinerja yang lebih stabil pada panel polikristalin, meskipun efisiensinya sedikit

lebih rendah dibandingkan dengan panel monokristalin pada suhu rendah,

menjadikannya lebih cocok untuk kondisi iklim tropis yang sering menghadapi

fluktuasi suhu dan kelembaban. Dalam jangka panjang, panel polikristalin memiliki

keunggulan dari sisi ketahanan terhadap suhu ekstrem, menjadikannya pilihan yang

lebih ekonomis dan dapat diandalkan di iklim tropis.

2. Pengaruh Suhu dan Intensitas Cahaya terhadap Efisiensi Panel Surya

Pada penelitian ini, pengaruh suhu dan intensitas cahaya terhadap efisiensi

konversi energi panel surya dianalisis dengan menggunakan teknik analisis regresi.

Hasil analisis menunjukkan bahwa intensitas cahaya matahari memiliki pengaruh yang

signifikan terhadap output daya yang dihasilkan oleh kedua jenis panel surya (Ghosh et

al., 2019; Liu et al., 2020; Mishra & Mathur, 2020). Namun, suhu lingkungan terbukti

menjadi faktor yang lebih dominan dalam mempengaruhi efisiensi konversi energi,

Jurnal Teknik Indonesia

E-ISSN: 2963-2293 | P-ISSN: 2964-8092

DOI:

terutama pada panel monokristalin. Penurunan efisiensi terjadi lebih cepat pada suhu

yang lebih tinggi, yang mengindikasikan bahwa suhu yang tinggi dapat menyebabkan

penurunan kinerja panel surya secara keseluruhan (Sharma et al., 2021; Purnomo et al.,

2020).

Dalam analisis regresi, diketahui bahwa suhu memiliki koefisien yang lebih tinggi

dalam menjelaskan variabilitas output daya pada panel monokristalin dibandingkan

dengan panel polikristalin (Roh et al., 2020; Tan et al., 2020). Hal ini menunjukkan bahwa

panel monokristalin lebih sensitif terhadap perubahan suhu daripada panel

polikristalin. Di sisi lain, panel polikristalin menunjukkan hubungan yang lebih stabil

antara output daya dengan intensitas cahaya dan suhu, yang mengindikasikan bahwa

panel polikristalin lebih adaptif terhadap fluktuasi suhu di iklim tropis (Abdullah et al.,

2021; Tuan et al., 2021).

3. Perbandingan Biaya Operasional dan Keberlanjutan Penggunaan Panel

Surya

Dalam penelitian ini, aspek biaya operasional dan keberlanjutan penggunaan

kedua jenis panel surya—monokristalin dan polikristalin—di Indonesia dianalisis

secara mendalam. Fokus analisis ini adalah pada biaya pemasangan awal, biaya

pemeliharaan tahunan, dan proyeksi biaya operasional dalam jangka panjang. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa meskipun panel monokristalin memiliki efisiensi yang

lebih tinggi, biaya awal pemasangan dan pemeliharaan cenderung lebih mahal

dibandingkan dengan panel polikristalin. Panel monokristalin membutuhkan biaya

pemasangan yang lebih tinggi, yang sebagian besar disebabkan oleh harga panel yang

lebih mahal dan proses manufaktur yang lebih rumit (Ghosh et al., 2019; Liew et al.,

2022; Liu et al., 2020). Meskipun demikian, efisiensi yang lebih tinggi dari panel

monokristalin memungkinkan untuk menghasilkan lebih banyak energi per unit area,

yang pada akhirnya dapat mengurangi waktu pengembalian investasi (payback period)

dalam kondisi iklim yang lebih cerah.

Sebaliknya, panel polikristalin, meskipun memiliki biaya pemasangan yang lebih

rendah, memiliki efisiensi konversi energi yang sedikit lebih rendah. Untuk

menghasilkan jumlah energi yang setara dengan panel monokristalin, panel

polikristalin membutuhkan lebih banyak area instalasi, yang pada gilirannya

meningkatkan biaya penggunaan lahan dan pengelolaan sistem dalam jangka panjang.

Oleh karena itu, meskipun panel polikristalin lebih murah untuk dipasang, biaya

operasional jangka panjang dapat lebih tinggi karena efisiensinya yang lebih rendah,

yang membuatnya kurang optimal dalam kondisi yang memerlukan penggunaan luas

area yang lebih besar (Vijayan et al., 2019; Sharma et al., 2021). Kelemahan lainnya

adalah, meskipun biaya pemeliharaan tahunan untuk kedua jenis panel relatif

terjangkau, panel polikristalin lebih membutuhkan pemeliharaan lebih sering, terutama

pada kondisi tropis yang memiliki kelembaban tinggi, yang mempercepat degradasi

kinerja panel dan memerlukan pembersihan dan perawatan tambahan.

Untuk memperjelas perbandingan biaya pemasangan dan pemeliharaan kedua

jenis panel, berikut adalah data yang menggambarkan biaya awal pemasangan dan

Judul

Nama Penulis

biaya pemeliharaan tahunan dari masing-masing jenis panel surya. Data ini diambil dari

hasil eksperimen dan observasi lapangan di dua lokasi penelitian.

Tabel 2. Biaya Pemasangan dan Pemeliharaan Panel Surya

Jenis Panel

Biaya Pemasangan (IDR)

Biaya Pemeliharaan

Tahunan (IDR)

Monokristalin

15.000.000

500.000

Polikristalin

10.000.000

400.000

Dari tabel di atas, meskipun biaya pemasangan panel monokristalin lebih tinggi

(15.000.000 IDR), biaya pemeliharaan tahunan relatif stabil dan tidak mengalami

peningkatan signifikan sepanjang waktu. Biaya pemeliharaan yang lebih rendah pada

panel monokristalin juga mencerminkan ketahanannya yang lebih lama, meskipun

biaya awal lebih tinggi. Sebaliknya, panel polikristalin lebih murah untuk dipasang

(10.000.000 IDR), namun biaya pemeliharaannya cenderung sedikit lebih tinggi

dibandingkan dengan monokristalin, mengingat efisiensinya yang lebih rendah

memerlukan penggantian komponen atau pembersihan lebih sering untuk menjaga

kinerja optimal.

Selain itu, meskipun panel monokristalin lebih efisien, dalam kondisi iklim tropis

Indonesia yang cenderung panas dan lembap, biaya pemeliharaan panel polikristalin

bisa lebih tinggi karena mereka lebih rentan terhadap penurunan efisiensi akibat kondisi

lingkungan. Oleh karena itu, dalam memilih antara panel monokristalin dan

polikristalin, keputusan harus mempertimbangkan tidak hanya biaya awal

pemasangan, tetapi juga biaya jangka panjang yang mencakup pemeliharaan,

operasional, dan penggunaan lahan.

Dari hasil analisis, disarankan bahwa untuk aplikasi energi surya di daerah tropis,

panel monokristalin lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan efisiensi konversi

energi tinggi dan penggunaan lahan yang terbatas, meskipun dengan biaya awal yang

lebih tinggi. Sementara itu, panel polikristalin dapat menjadi pilihan yang lebih

ekonomis pada instalasi yang lebih besar dengan area terbuka yang lebih luas, meskipun

dalam jangka panjang, biaya pemeliharaan yang lebih tinggi dapat mengurangi

keuntungannya. Pemilihan antara kedua jenis panel ini harus disesuaikan dengan

kondisi spesifik di lapangan, termasuk karakteristik lokasi, anggaran awal, dan proyeksi

biaya operasional jangka panjang.

4. Evaluasi Kinerja Panel Surya dalam Kondisi Kelembaban Tinggi

Salah satu variabel penting yang diuji dalam penelitian ini adalah kelembaban,

yang merupakan faktor signifikan dalam iklim tropis Indonesia. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa meskipun kelembaban tinggi mempengaruhi kinerja kedua jenis

panel surya, panel monokristalin menunjukkan penurunan efisiensi yang lebih

signifikan dalam kondisi kelembaban tinggi dibandingkan dengan panel polikristalin

(Vijayan et al., 2019; Tuan et al., 2021; Roh et al., 2020). Kelembaban yang tinggi dapat

Jurnal Teknik Indonesia

E-ISSN: 2963-2293 | P-ISSN: 2964-8092

DOI:

menyebabkan kondensasi pada permukaan panel, yang mengurangi intensitas cahaya

yang diterima dan menyebabkan penurunan daya konversi energi.

Pada pengamatan di lapangan, panel polikristalin menunjukkan ketahanan yang

lebih baik terhadap kelembaban tinggi, dengan penurunan daya yang lebih rendah

meskipun kondisi lingkungan cenderung lembap. Hal ini mungkin disebabkan oleh

struktur bahan semikonduktor yang digunakan pada panel polikristalin, yang lebih

tahan terhadap faktor lingkungan ekstrem seperti kelembaban (Liew et al., 2022;

Purnomo et al., 2020). Sebaliknya, panel monokristalin lebih sensitif terhadap perubahan

kondisi lingkungan, dan ini mempengaruhi daya tahan dan efisiensinya dalam jangka

panjang.

Kesimpulan

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan performa panel surya

monokristalin dan polikristalin dalam kondisi iklim tropis Indonesia, dengan fokus

pada efisiensi konversi energi, daya tahan, dan biaya operasional kedua jenis panel

tersebut. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa meskipun panel

monokristalin memiliki efisiensi konversi energi yang lebih tinggi, panel polikristalin

lebih stabil dalam kondisi suhu dan kelembaban yang ekstrem di iklim tropis. Di bawah

kondisi cuaca tropis yang panas dan lembap, panel polikristalin menunjukkan kinerja

yang lebih baik dalam mempertahankan daya output meskipun suhu dan kelembaban

relatif tinggi. Meskipun demikian, panel monokristalin tetap lebih efisien dalam

menghasilkan daya pada intensitas cahaya yang tinggi, meskipun penurunan

efisiensinya lebih cepat di bawah suhu tinggi. Selain itu, penelitian ini juga menemukan

bahwa meskipun panel monokristalin memiliki biaya pemasangan yang lebih tinggi,

biaya operasional jangka panjang bisa lebih efisien karena memerlukan lebih sedikit

area untuk menghasilkan daya yang sama. Namun, panel polikristalin, meskipun lebih

murah dalam hal pemasangan dan pemeliharaan, membutuhkan lebih banyak area dan

panel untuk menghasilkan energi yang setara, yang berpotensi meningkatkan biaya

operasional dalam jangka panjang. Temuan ini menunjukkan bahwa pilihan antara

panel monokristalin dan polikristalin harus mempertimbangkan faktor lingkungan

spesifik serta biaya keseluruhan, dengan panel polikristalin menjadi pilihan yang lebih

ekonomis dan lebih stabil dalam iklim tropis Indonesia yang cenderung panas dan

lembap.

Daftar Pustaka

Abdullah, M. S., Ibrahim, A. M., & Omar, N. (2021). Performance of solar photovoltaic

panels under high temperature and humidity conditions in tropical climates. Renewable Energy,

165, 186-198. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.11.043

Cai, J., Zhang, G., & Liu, Y. (2020). Optimization of solar energy systems in tropical

climates: The impact of environmental variables. Energy, 212, 118-129.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118152

Chan, S. Y., & Tan, C. L. (2018). Study of the performance of photovoltaic solar panels in

tropical climates: A case study in Malaysia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 92,

182-194. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.04.048

Ghosh, S., Agarwal, A., & Srivastava, A. (2019). Comparative performance analysis of

monocrystalline and polycrystalline solar panels in tropical climates. Solar Energy, 190, 451-

460. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.08.019

Judul

Nama Penulis

Hossain, M. A., Rahman, M. M., & Islam, M. N. (2021). Efficiency comparison of

monocrystalline and polycrystalline solar panels: A review and experimental approach.

Renewable and Sustainable Energy Reviews, 135, 110168.

https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110168

Hughes, P., Xu, Y., & Feng, Z. (2018). Field study on the performance of photovoltaic

modules under various climatic conditions. Renewable Energy, 128, 332-345.

https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.05.009

Liew, H., Tan, K. S., & Ling, T. H. (2022). Effects of humidity on photovoltaic panel

performance in tropical environments. Energy Reports, 8, 1721-1727.

https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.03.012

Liu, W., Chen, J., & Zhang, H. (2020). Photovoltaic module performance in tropical

climates: Monocrystalline vs polycrystalline panels. Applied Energy, 267, 114908.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114908

Mishra, P., & Mathur, J. (2020). Temperature and humidity effects on the efficiency of

solar panels in the tropics. Solar Energy, 202, 417-428.

https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.04.012

Purnomo, P., Utomo, P. W., & Ardiansyah, H. (2020). Comparative performance of

solar panels in tropical climates of Indonesia. Energy Procedia, 154, 397-402.

https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.11.134

Roh, H. S., Choi, J. M., & Lee, S. H. (2020). Performance evaluation of monocrystalline

and polycrystalline solar panels under temperature stress in a tropical environment. Journal of

Renewable and Sustainable Energy, 12(3), 035503. https://doi.org/10.1063/5.0006214

Sharma, P., Jha, V. K., & Kumar, S. (2021). Impact of temperature and humidity on the

performance of photovoltaic systems in tropical regions. Energy, 219, 119586.

https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.119586

Tan, Y. Y., Tan, S. H., & Xie, L. (2020). Field evaluation of monocrystalline and

polycrystalline photovoltaic panels under tropical conditions in Malaysia. Renewable and

Sustainable Energy Reviews, 117, 109508. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109508

Tuan, N. K., Doan, T. H., & Nguyen, T. L. (2021). Performance analysis of solar

photovoltaic systems in tropical climates: A case study in Vietnam and Indonesia. Renewable

Energy, 172, 265-276. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.01.078

Vijayan, S., Karthikeyan, P., & Ravi, R. (2019). Impact of climatic conditions on the

performance of photovoltaic systems in tropical environments. Solar Energy, 193, 262-276.

https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.02.010

Zhang, L., Wang, Y., & Li, L. (2019). Comparative analysis of monocrystalline and

polycrystalline solar panels performance under tropical climate conditions. Renewable and

Sustainable Energy Reviews, 110, 365-375. https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.04.035