Ladang Solar: Sebuah Penyelesaian Sumber Tenaga

Apakah ladang solar? Ladang solar sama seperti ladang tanaman tradisional, kecuali produk “tanaman”nya terdiri daripada barisan panel solar. Atas sebab itu, kadangkala ladang solar juga dikenali sebagai stesen kuasa fotovolta (photovoltaic power station). Ladang ini mempunyai grid atau hamparan elektronik berskala besar yang direka khusus untuk membekalkan kuasa elektrik secara pukal kepada peruncit yang kemudian menetapkan harga sebelum menjualnya ke pasaran.

Ladang Solar Pertama
Ladang solar berkuasa 1 megawatt puncak (MWp) yang pertama di dunia telah dibina oleh Atlanta Richfield Company (ARCO) Solar di Lugo berhampiran Hesperia, California, pada penghujung tahun 1982, diikuti dengan pemasangan kapasiti 5.2 MWp di Carrizo Plain pada tahun 1984. Kedua-dua ladang ini bagaimanapun telah ditamatkan operasinya. Pada tahun 2011, sebuah ladang solar baharu, Topaz Solar Farm didirikan di atas tapak Carrizo Plain.

Selepas berlakunya krisis tenaga lewat tahun 1970-an, ARCO yang merupakan sebuah syarikat minyak tampil menjadi perintis kepada pembangunan teknologi yang berasaskan tenaga suria. Sekitar tahun 1990-an, ladang solar yang dibina oleh ARCO dihentikan operasinya kerana terdapat kecacatan pada reka bentuk panel yang menyebabkan kehilangan output.

Selepas dua dekad berlalu, sebuah organisasi yang dikenali dengan nama BHE Renewable membina semula ladang solar di tapak yang sama dengan bantuan dan insentif kerajaan sejajar dengan ledakan dan galakan penggunaan tenaga suria yang bermula pada ketika itu. Reka bentuk ladang tersebut dikendalikan oleh First Solar.

Ladang tersebut mula beroperasi selepas tiga tahun pembinaan, pada bulan November 2014. Ladang ini menjadi ladang solar terbesar di Amerika Syarikat dengan keluasan 3385 ekar dan kapasiti sebanyak 550 MWp yang mampu membekalkan tenaga elektrik kepada 180 ribu buah rumah. Pembeli utamanya ialah Pacific Gas and Electric yang mengikat perjanjian pembelian untuk tempoh selama 25 tahun.

Keperluan Hari Ini dan Masa Hadapan
Ladang solar semakin menjadi keperluan pada masa kini kerana pelaksanaannya tidak memerlukan bahan api fosil intensif karbon untuk menjana kuasa dan menghasilkan pelepasan sifar. Tenaga suria yang diserap untuk ditukarkan menjadi tenaga elektrik tidak menghasilkan pencemaran kepada alam sekitar. Sumber tenaga ini mempunyai reputasi yang baik dan merupakan tenaga yang bersih dan mesra alam sekitar.

Selain itu, tenaga solar menggunakan matahari yang lestari sebagai sumber tenaga primer. Matahari yang tunggal dan bersinar di mana-mana bahagian dunia selama sekurang-kurangnya beberapa jam membolehkan ladang solar didirikan di serata dunia termasuklah di Iceland yang mempunyai cahaya siang terpendek, iaitu sekitar lima jam sahaja pada solstis musim sejuk.

Negara yang terletak di sepanjang garisan khatulistiwa dianggap paling ideal untuk mendirikan ladang solar kerana paling banyak mendapat sinaran matahari. Walau bagaimanapun, negara Eropah juga mempunyai prospek yang cerah. Sebagai contohnya, menurut Justin Walton dalam Investopedia yang dikemas kini pada 13 Julai 2022, Jerman pada masa kini menghasilkan tenaga suria paling banyak di benua tersebut.

Perkara ini berbeza dengan sumber tenaga yang lain yang menggunakan sumber bahan api fosil dan arang batu yang bukan sahaja akan menyusut, malahan menyumbang kepada pencemaran alam sekitar kerana melepaskan gas karbon yang banyak. Walaupun terdapat beberapa pelepasan yang dikaitkan dengan pembinaan ladang solar, namun pelepasan ini wujud dalam kuantiti yang tidak signifikan dan boleh abai (negligible) berbanding dengan kebanyakan sumber tenaga konvensional sebagaimana yang disebutkan tadi.

Ladang Solar yang Serba Guna
Satu lagi fakta menarik tentang ladang solar ialah berkaitan dengan fungsinya yang serba guna. Ladang solar yang dibina boleh digunakan untuk menanam tanaman dan menjadi kawasan ragut bagi haiwan ternakan. Berdasarkan kajian Elnaz Hassanpour Adeh dan rakan yang diterbitkan dalam jurnal Plos One pada 1 November 2018 dan jurnal Scientific Reports Jilid 9 (artikel bernombor 11442, tahun 2019), ladang solar memberikan faedah berganda apabila menempatkan kawasan tanah dan konsep ini dikenali sebagai konsep agrivoltaic.

Kandungan dan kualiti nutrien tanah tidak terjejas dan kepelbagaian biologi tanah kekal terpelihara sepanjang ladang solar beroperasi. Perkara ini memberikan kelebihan kepada pemilik tanah sekiranya ingin mengembalikan penggunaan tanah tersebut kepada tanah pertanian semata-mata.

Pengurusan ladang solar juga mudah kerana tidak memerlukan penyelenggaraan yang besar. Modul fotovolta atau photovoltaic (PV) yang dipasang boleh berfungsi lebih daripada 20 tahun tanpa sebarang pemeriksaan. Penggunaannya juga tidak menghasilkan pencemaran bunyi jika dibandingkan dengan pemerolehan sumber tenaga berasaskan fosil yang mengganggu hidupan air. Kajian menunjukkan proses pemerolehan tersebut menyebabkan ikan paus mengalami masalah komunikasi kesan daripada pencemaran bunyi pada dasar laut disebabkan penggerudian luar pesisir.

Di samping itu, kebergantungan tenaga konvensional kepada sumber geologi juga menyebabkan kesulitan apabila memerlukan masa yang lama untuk diperbaharui semula. Misalnya, satu gelen minyak yang digunakan oleh pengguna mengambil masa 100 ribu tahun untuk digantikan semula. Adapun tenaga yang diperoleh daripada sumber matahari dapat diperbaharui dengan cepat kerana cahaya matahari bersinar secara konsisten pada setiap hari.

Walau bagaimanapun, ladang solar masih tidak terlepas daripada beberapa kekurangan seperti kos teknologi storan yang sangat tinggi. Harga bagi pek bateri litium-ion yang digunakan untuk menyimpan tenaga suria lebih mahal berbanding dengan kuasa sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui.

Walaupun matahari sentiasa berada pada posisinya, namun awan berpotensi menjadi penghalang terbesar kepada cahaya matahari. Sekiranya gumpalan awan kerap berlaku dan secara berterusan, maka hasil tenaga yang terjana akan merosot dan menjadi semakin kecil. Keadaan ini sudah tentu menjejaskan pengeluaran elektrik ladang solar dengan serius.

Masalah lain yang dihadapi dalam industri ladang solar ialah bahan yang digunakan untuk menghasilkan sel solar seperti kadmium telurida (CdTe) dan kuprum indium galium selenida (CIGS) yang tidak boleh didapati dalam perusahaan runcit. Selain itu, disebabkan bahan ini termasuk dalam kategori mineral yang langka, maka penggunaannya sering dipertikaikan dan sekaligus mengehadkan pemerolehannya.

Oleh itu, walaupun cahaya matahari bersifat mampan, namun komponen yang digunakan untuk membina modul atau panel suria tidak pula bersifat sedemikian. Justeru pelbagai kajian dan penyelidikan perlu diusahakan secara berterusan bagi mencari rumusan dan penyelesaian yang terbaik untuk menangani masalah tersebut.

Hab Tenaga Solar Tempatan
• Coara Marang Solar Plant
Dalam perkembangan domestik, Coara Marang Solar Plant yang terletak di Penarik, Terengganu dianggap sebagai ladang solar dwimuka kelas tinggi yang dilengkapi dengan keupayaan pengesanan paksi tunggal terbesar di Malaysia di mana kapasiti puncaknya mencecah 116 MWp di atas tanah berkeluasan 244.84 hektar. Pembinaan ladang ini turut melibatkan inisiatif kerajaan untuk meningkatkan keupayaan tenaga campuran yang boleh diperbaharui dari dua peratus kepada 20 peratus menjelang tahun 2025 di bawah Skim Solar Berskala Besar Ketiga (LSS3).

Pembinaan ladang solar tersebut dimulakan pada awal tahun 2021 dan operasinya bermula setahun kemudian. Jentayu Sustainables Berhad berjaya melengkapkan pembinaan dan pentauliahan ladang solar tersebut, manakala teknologi pembangunan dikendalikan oleh Coara Solar, sebuah syarikat yang mempunyai pengkhususan dalam pembangunan ladang solar berskala besar.

Panel PV yang menggunakan teknologi dwimuka dan keupayaan pengesanan paksi tunggal dipilih kerana mampu meningkatkan kecekapan pengeluaran tenaga pada tahap yang maksimum. Dengan pemasangan kapasiti yang sedia ada, ladang tersebut berupaya menghasilkan kira-kira 230 gigawatt jam (GWj) tenaga bersih setahun dan membantu mengelakkan lebih daripada 170 ribu tan pelepasan gas karbon dioksida dalam tempoh setahun.

Reka bentuk panel juga agak unik kerana dipasang pada struktur yang agak tinggi iaitu kira-kira empat meter dari tanah. Tujuannya ialah selain daripada dapat meningkatkan hasil penyinaran sebanyak 15 peratus, reka bentuk tersebut dapat mengurangkan risiko kerosakan daripada banjir. Pembinaan Ladang Solar Coara Marang sebenarnya memberikan faedah kepada masyarakat setempat dari segi penawaran pekerjaan dan memberikan peluang kepada universiti tempatan khususnya di Terengganu untuk mempelajari dan memahami tenaga yang boleh diperbaharui daripada pemain industri seperti Coara Solar.

Sebelum terlibat dengan pembinaan ladang solar di Penarik, Coara Solar pernah dilantik sebagai pemaju untuk membina ladang solar atas bumbung industri yang pertama dalam negara di Kuala Ketil, Kedah, pada tahun 2017. Ladang solar atas bumbung itu mempunyai pemasangan kapasiti sebanyak 1.2 MWp. Dengan kepakaran dan pengalaman yang semakin diiktiraf, Coara Solar sekali lagi mendapat kepercayaan untuk membina ladang solar atas bumbung industri yang lebih besar di Janda Baik, Pahang dengan pemasangan kapasiti sebanyak 4.5 MWp.

• Kerian Solar Farm
Ladang solar Kerian Solar Farm boleh dikategorikan sebagai ladang solar berskala besar dan dibangunkan oleh Kerian Solar, sebuah entiti usaha sama antara syarikat tempatan TTL Energy Sdn. Bhd. dengan pembangun teknologi solar, Engie yang beribu pejabat di La Defense, Perancis. Ladang ini memulakan operasinya pada Ogos 2022 dan mampu membekalkan tenaga elektrik melebihi 212 GWj dengan kapasiti 100 MWp. Dengan keupayaan tersebut, Kerian Solar Farm mampu mengelakkan pelepasan gas karbon yang disebabkan oleh hampir 12 ribu buah rumah dalam setahun.

• Ladang Solar Sepang oleh TRe
Ladang Solar Sepang dimiliki dan dikendalikan oleh TNB Renewables Sdn. Bhd. (TRe) yang merupakan anak syarikat milik penuh Tenaga Nasional Berhad. Ladang solar ini boleh dianggap sebagai perintis dalam industri ladang yang berasaskan tenaga suria. Ladang ini dilengkapi dengan 238 140 panel suria yang menjana lebih daripada 110 GWj tenaga pada tahun pertama operasinya, iaitu pada tahun 2019.

Selain itu, ladang yang terletak di Mukim Tanjung 12, Kuala Langat, Selangor mampu mengelakkan 76 ribu tan pelepasan gas karbon dalam tempoh setahun yang menyamai dengan anjakan bahan api yang digunakan oleh kira-kira 36 ribu buah kereta di atas jalan raya. Bagi meningkatkan kecekapan dan keupayaan pengeluaran ladang, penggunaan teknologi kaca berkembar tanpa bingkai telah dikenal pasti dan dicadangkan berbanding dengan penggunaan panel suria berbingkai tradisional.

Untuk meningkatkan produktiviti tenaga dan kecekapan operasi, TRe telah menjalinkan kerjasama dengan Envision Digital yang berpangkalan di Singapura. Melalui kerjasama tersebut, aplikasi analitis digital yang berasaskan awan utiliti seperti EnlightTM Solar, EnsightTM Solar dan Forecaster serta sistem pengendalian AIoT Envision Digital, EnOSTM dapat digunakan. Penyelesaian yang menyeluruh ini membolehkan pasukan operasi TRe mempunyai akses secara langsung kepada status operasi ladang solar, prestasi penjanaan dan output kuasa serta dapat membuat ramalan kuasa dengan tepat.

Proses dan penggunaan sistem ini dapat meningkatkan kecekapan operasi dan penyelenggaraan selain dapat menilai tahap kecekapan organisasi dalam pengurusan aset teknikal bagi tenaga yang boleh diperbaharui. Penyelesaian berasaskan awan pula membenarkan pemantauan dan analisis prestasi ladang solar dari jarak jauh sehingga dapat memaksimumkan pulangan pelaburan projek. Pelantar ini bukan sahaja menyediakan operasi aset dan keterampilan prestasi kepada TRe tetapi juga membenarkan penyepaduan dan operasi sinergi pelbagai tenaga boleh diperbaharui.