Integrasi Sistem Fotovoltaik Dalam Rancangan Bangunan Bertingkat Rendah Guna Meningkatkan Kinerja Energi

Abstrak

Permasalahan emisi gas rumah kaca yang signifikan dari sektor bangunan, menyumbang lebih dari sepertiga emisi global dan sekitar 40% konsumsi energi dunia. Salah satu solusi yang ditawarkan untuk mengatasi permasalahan ini adalah integrasi sistem fotovoltaik dalam desain bangunan. Teknologi fotovoltaik memungkinkan konversi energi matahari menjadi listrik, sehingga mampu mengurangi ketergantungan pada energi tak terbarukan dan meminimalkan emisi CO₂. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental dalam bentuk pengujian langsung, untuk mengkaji kinerja sistem fotovoltaik tipe monokristal yang diintegrasikan pada bangunan, dengan berbagai orientasi dan sudut kemiringan. Penelitian dilakukan di Surabaya, sebagai salah satu kota yang memiliki intensitas penyinaran matahari yang tinggi di daerah beriklim tropis,  dengan melakukan pengujian panel fotovoltaik yang dipasang di lima posisi yaitu di  atap, serta fasad pada sisi utara, timur, selatan, dan barat. Data dikumpulkan melalui pengukuran tegangan, arus, daya, suhu, dan intensitas cahaya matahari selama periode penyinaran antara pukul 07.00 hingga 17.00 WIB. Variabel utama yang diuji adalah waktu penyinaran, orientasi arah hadap, dan sudut kemiringan panel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa posisi atap dan fasad utara adalah yang paling optimal untuk pengoperasian fotovoltaik, dengan produksi daya tertinggi sekitar 120 Watt untuk posisi atap dan 110 Watt untuk fasad utara. Sisi timur menghasilkan daya optimal di pagi hari, sedangkan sisi barat lebih efisien pada sore hari. Sudut kemiringan 30° dan 45° terbukti paling efektif untuk menghasilkan daya maksimal. Integrasi estetis pada fasad dengan kemiringan 60° juga dinilai memberikan nilai visual yang baik bagi bangunan. Penelitian ini memberikan rekomendasi spesifik terkait orientasi, waktu operasi, dan konfigurasi sudut kemiringan yang optimal untuk memaksimalkan kinerja energi dari sistem fotovoltaik dalam desain bangunan tropis.