Courtesy of InterestingEngineering

Teknologi Baru Tingkatkan Kinerja Generator Termoelektrik Surya 15 Kali Lipat

Mengembangkan metode spektal dan manajemen termal yang meningkatkan efisiensi STEG hingga 15 kali lipat tanpa mengubah material semikonduktor, sehingga mendekati efisiensi panel surya konvensional dan membuka peluang baru bagi energi terbarukan.

13 Agt 2025, 07.53 WIB

37 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Penelitian ini menunjukkan bahwa efisiensi generator termal solar dapat ditingkatkan tanpa mengubah bahan semikonduktor.
Inovasi dalam manajemen termal dan penyerapan energi matahari dapat mempersempit kesenjangan efisiensi dengan panel surya konvensional.
Teknologi baru ini memiliki potensi aplikasi luas dalam berbagai bidang, termasuk Internet of Things dan sistem energi terbarukan.

Rochester, Amerika Serikat - Para peneliti dari University of Rochester berhasil meningkatkan efisiensi generator termoelektrik surya (STEG) hingga 15 kali lipat, mendekati efisiensi panel surya biasa. STEG adalah perangkat yang menghasilkan listrik dengan memanfaatkan perbedaan suhu antara sisi panas dan dingin, berbeda dengan panel surya yang menggunakan sel fotovoltaik.

Masalah utama STEG selama ini adalah efisiensi yang sangat rendah, yaitu kurang dari 1%, jauh di bawah panel surya konvensional yang kira-kira 20%. Meskipun peneliti sebelumnya fokus pada meningkatkan material semikonduktor, tim ini mencoba pendekatan berbeda yakni memperbaiki manajemen panas pada sisi panas dan sisi dingin perangkat.

Di sisi panas, mereka menggunakan teknik laser femtosecond untuk mengukir struktur nanoskopik pada tungsten, menciptakan 'black metal' yang menyerap cahaya matahari dengan sangat efektif dan mengurangi kehilangan panas. Selanjutnya, sebuah plastik transparan membantu menciptakan efek rumah kaca kecil agar panas tetap terperangkap.

Di sisi dingin, laser juga digunakan untuk membuat struktur kecil pada aluminium yang meningkatkan pendinginan melalui radiasi dan konveksi, sehingga performa pendingin menjadi dua kali lipat dibanding desain biasa. Semua inovasi ini diterapkan tanpa mengubah bahan utama semikonduktor pada STEG.

Hasilnya adalah STEG yang dapat menghasilkan listrik jauh lebih efisien dan berpotensi digunakan untuk berbagai keperluan seperti sensor IoT, perangkat wearable, dan sistem tenaga di daerah terpencil. Penelitian ini membuka jalan baru dalam pengembangan energi terbarukan dengan metode desain yang canggih dan praktis.

--------------------

Analisis Kami: Pendekatan inovatif yang tidak mengubah material dasar tetapi fokus pada pengelolaan panas menunjukkan cara baru yang efisien dalam peningkatan performa STEG. Dengan demikian, metode ini bisa menggeser paradigma pengembangan teknologi tenaga surya ke arah optimasi desain perangkat, bukan hanya material.

--------------------

Analisis Ahli:

Chunlei Guo: Peningkatan efisiensi besar-besaran pada STEG ini menunjukkan bahwa perhatian pada desain termal dan pengelolaan spektral sangat krusial dan sering diabaikan dalam riset sebelumnya.

--------------------

What's Next: Teknologi ini kemungkinan akan diadopsi secara luas untuk perangkat energi off-grid seperti sensor nirkabel IoT, perangkat wearable, dan sistem tenaga terbarukan di daerah terpencil.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/rochester-solar-thermelectric-boost-15x

Pertanyaan Terkait

Apa itu generator termal solar (STEG)?

Generator termal solar (STEG) adalah perangkat yang menghasilkan listrik dengan memanfaatkan perbedaan suhu antara sisi panas dan dingin menggunakan efek Seebeck.

Apa yang menjadi keterbatasan utama STEG sebelumnya?

Keterbatasan utama STEG sebelumnya adalah kemampuannya yang rendah dalam mengubah energi matahari menjadi listrik, kurang dari 1%.

Teknik apa yang digunakan untuk meningkatkan sisi panas dari STEG?

Untuk meningkatkan sisi panas dari STEG, tim menggunakan teknik metal hitam dan menciptakan efek rumah kaca mini dengan menutupnya dengan plastik.

Apa manfaat dari peningkatan efisiensi STEG ini?

Peningkatan efisiensi STEG ini dapat membuka kemungkinan baru untuk sumber energi terbarukan dan dapat digunakan untuk sensor nirkabel, perangkat wearable, atau sistem energi terbarukan di daerah terpencil.

Siapa yang mendukung penelitian ini?

Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation, FuzeHub, dan Goergen Institute for Data Science and Artificial Intelligence.