Artikel disediakan oleh: Izwaharyanie Ibrahim

Sumber: Energy Conversion and Management (Elsevier)

 

Dalam usaha untuk mencari penyelesaian tenaga lestari, penyelidik semakin memusatkan perhatian kepada kaedah inovatif yang mengintegrasikan penjanaan tenaga boleh diperbaharui dengan manfaat persekitaran. Salah satu pendekatan terkini yang canggih telah muncul daripada kajian terbaru yang diketuai oleh saintis Negar Gol dari Islamic Azad University, Iran, bersama kumpulan penyelidikannya dari Seoul National University, Korea Selatan telah membangunkan reaktor biophotovoltaik telus separa (semi-transparent photovoltaics - photobioreactor (STPV-PBR)) untuk pemacuan serentak mikroalga dan penjanaan elektrik (Gambar 1).

 

Gambar 1: Schematik (a) seni bina sel STPV-CdTe, penyediaan STPV-PBR dan penyediaan Gelas-PBR dan (b) skema potensi aplikasi sistem STPV dalam bangunan kediaman.

 

Penyelesaian Dwi: Tenaga Boleh Diperbaharui dan Rawatan Air Sisa

 

STPV-PBR menggabungkan pemacuan mikroalga dengan teknologi fotovoltaik, menawarkan penyelesaian unik kepada dua cabaran global yang mendesak iaitu keperluan untuk tenaga bersih dan rawatan air sisa yang berkesan. Dengan memanfaatkan modul solar fotovoltaik cadmium telluride (CdTe) telus separa, penyelidik telah memaksimumkan kadar pengeluaran biomas sambil menjana jumlah elektrik yang signifikan. Penemuan Utama yang diperolehi dari kajian penyelidikan ini adalah:

 

1. Peningkatan Konsentrasi Biomas

 

• Kajian menunjukkan bahawa konsentrasi biomas mikroalga seperti Chlorella sorokiniana dan Chlorella vulgaris meningkat sebanyak 15% dan 18%, masing-masing, apabila ditanam dalam STPV-PBR berbanding dengan PBRs gelas tradisional (Gambar 2a).
• Ini disebabkan oleh peningkatan kualiti cahaya dan keadaan terma dalam reaktor.

 

2. Rawatan Air Sisa yang Berkesan

 

• Mikroalga tidak hanya menghasilkan tenaga tetapi juga memainkan peranan penting dalam merawat air sisa.
• Kajian menunjukkan kecekapan penghapusan nutrien yang ketara, menunjukkan potensi pemacuan mikroalga untuk menangani kebimbangan yang semakin meningkat mengenai pencemaran air sisa.

 

3. Penjanaan Tenaga Lestari

 

• Sepanjang kajian, lebih daripada 37 kWh/m² tenaga elektrik telah dihasilkan, cukup untuk membekalkan operasi penting (Gambar 2b).
• Sistem inovatif ini bukan sahaja membantu dalam penjanaan tenaga tetapi juga membuka jalan untuk aplikasi potensialnya dalam fasad bangunan, meningkatkan kelestarian bandar.

Gambar 2: (a) Variasi konsentrasi biomass. (b) Pengeluaran tenaga yang dinormalisasi bagi setiap pemasangan: (kuasa nominal 40 Wp).

 

Masa Depan Seni Bina Lestari

 

Kajian ini membuka jalan baru untuk reka bentuk bangunan Lestari (Gambar 3). Dengan mengintegrasikan sistem STPV ke dalam struktur seni bina, bangunan boleh menjadi persekitaran yang berdikari, mengurangkan kebergantungan kepada sumber tenaga luaran sambil meningkatkan kualiti udara melalui proses rawatan air sisa yang semula jadi.

 

Gambar 3: Skematik aplikasi STPV-PBR sebagai fasad bangunan.

 

Kesimpulan

 

Aplikasi inovatif teknologi fotovoltaik telus separa dalam pemacuan mikroalga menjadi bukti potensi menggabungkan tenaga boleh diperbaharui dengan proses biologi. Penemuan daripada kajian ini membuka jalan untuk penerokaan masa depan ke dalam aplikasi boleh skala, terutama di kawasan bandar yang berhadapan dengan cabaran pencemaran.

 

Untuk maklumat lebih lanjut mengenai kajian dan implikasinya, anda boleh mengakses kertas penyelidikan penuh laman ini:

 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S019689042401358X

 

Tarikh Input: 12/02/2025 | Kemaskini: 20/08/2026 | izwaharyanie