Keunggulan panel surya di orbit memang besar, tetapi angka yang beredar sering lebih sederhana daripada kenyataan di lapangan. Di ruang angkasa, panel bisa terus menerima sinar Matahari hampir tanpa henti, sementara panel di Bumi harus menerima malam, awan, panas, debu, hujan, salju, dan perubahan musim.
Itulah sebabnya perbandingan antara panel di orbit dan panel di darat bisa mencapai delapan kali lipat, seperti yang digunakan Project Suncatcher milik Google dan juga sejumlah startup antariksa. Namun, selisih itu sangat bergantung pada kondisi acuan yang dipakai di permukaan Bumi.
Mulai dari energi mentah Matahari
Pada jarak Bumi, Matahari mengirim energi sebesar 1.361 watt per meter persegi, menurut NASA Goddard Space Flight Center dan NOAA Total Solar Irradiance Climate Data Record. Itu adalah input maksimum sebelum atmosfer ikut mengurangi sebagian energi tersebut.
Atmosfer Bumi memangkas sekitar 25% sampai 30% energi itu sebelum mencapai panel. Dalam kondisi terbaik di permukaan, yakni langit cerah, permukaan laut, dan Matahari tepat di atas kepala, hanya sekitar 1.000 watt per meter persegi yang benar-benar sampai ke panel.
Angka tersebut tetap bukan gambaran rata-rata tahunan, karena kondisi ideal seperti itu tidak berlangsung terus-menerus. Ukuran yang lebih adil untuk membandingkan kinerja adalah capacity factor, yaitu perbandingan antara produksi nyata dan produksi jika pembangkit bekerja penuh sepanjang waktu.
Menurut Badan Energi AS, utility-scale solar di Amerika Serikat rata-rata hanya sekitar 25% pada 2014 hingga 2017. Artinya, instalasi berkapasitas 1.000 watt hanya rata-rata menghasilkan 250 watt sepanjang tahun.
Mengapa panel di Bumi kalah jauh
Sebagian besar kehilangan di darat datang dari malam, sedangkan sisanya berasal dari cuaca dan lingkungan. Awan, debu, hujan, salju, sudut pemasangan panel, dan variasi musim sama-sama menekan hasil akhir.
Contoh nyata terlihat pada Topaz Solar Farm di California. Fasilitas 550 megawatt itu mencatat capacity factor 26,6% pada 2015 hingga 2018, lalu turun menjadi 19,8% antara Januari 2023 dan Desember 2025.
Panas juga menjadi musuh yang sering diabaikan. Menurut 8MSolar, panel silikon kristalin biasa kehilangan 0,3% sampai 0,5% efisiensi untuk setiap kenaikan satu derajat Celsius di atas 25°C.
Pada hari panas ketika suhu panel mencapai 60°C, output bisa turun 10% sampai 15%. Karena itu, wilayah yang tampak paling cerah tidak selalu menjadi lokasi paling produktif.
Kenapa orbit memberi ruang gerak lebih besar
Di orbit yang tepat, panel surya dapat mengikuti batas antara sisi siang dan malam Bumi sehingga tetap mendapat sinar Matahari hampir terus-menerus. Pada ketinggian 600 sampai 800 kilometer di atas Bumi, paparan seperti ini cukup stabil sepanjang tahun.
Di titik inilah perbandingan yang mendekati delapan kali lipat menjadi masuk akal, terutama jika pembandingnya adalah instalasi darat dengan kapasitas rendah atau cuaca yang buruk. Ladang surya di Arizona dengan capacity factor 29% jelas memberi pengali yang lebih kecil dibanding instalasi di wilayah berawan di utara yang hanya bekerja 15%.
Meski begitu, orbit bukan tanpa batas. Bahkan orbit terbaik masih mengalami gerhana singkat di sekitar titik balik matahari musim dingin, sehingga baterai tetap dibutuhkan untuk menutup jeda produksi.
Biaya tambahan yang tidak hilang
Panel di ruang angkasa juga menghadapi degradasi akibat radiasi. Pengukuran NASA terhadap array surya di International Space Station menunjukkan penurunan yang lebih rendah dari perkiraan, dan lajunya secara umum sebanding dengan penurunan median 0,5% per tahun yang dicatat NREL untuk instalasi di permukaan.
Jika listrik harus dikirim kembali ke Bumi, keuntungan orbit menyusut lagi. Eksperimen NASA-JPL pada 1975 tentang transmisi gelombang mikro dari antariksa ke Bumi mencapai efisiensi ujung-ke-ujung 54%, sehingga hampir separuh energi hilang sebelum mencapai permukaan.
Karena itu, manfaat terbesar muncul saat daya dipakai langsung di tempat ia dihasilkan. Dalam konteks pusat data orbital, itulah alasan klaim lima sampai delapan kali lipat masih masuk akal setelah dihitung dengan lebih cermat.