Skip to main content

Photoelectric Conversion of Solar Energy

Basic Principle of Photovoltaics

Solar power tower

Molten Salt Power Tower

Photovoltaics is to do with the direct conversion of solar radiation into electricity. A photoelectric converter uses the photoelectric effect typical of certain materials. This effect is exhibited when photons of light fall onto a material and electrons are emitted as a result, generating photoelectric current.

To put it simply, when falling onto a solar cell made of two materials with different electric conductivity (N-type and P-type), the photon dislodges an electron, creating a free electron and a hole. As a result, the balance of the so-called PN junction is distorted, which causes electric current to flow. 

A photovoltaic cell’s spectral response depends on the wavelengths of the falling light and thinness of the cell top layer. In clear weather a silicon solar cell generates electric current of about 25 mA at a voltage of 0.5 V per 1 cm2 of the cell area, that is, 12-13 mW/cm2. The theoretical efficiency of silicon solar cells is about 28%, and practical efficiency – 14 to 20%.
Silicon solar cell diagram

Silicon solar cell diagram

When series-parallel connected, solar cells make up a solar (photovoltaic) array. The capacity of solar arrays produced in the industry is 50 to 200 W. In photovoltaic power plants solar modules are used to build photoelectric generators. The service life of such a power station is 20 to 30 years, at low operating costs.

The drawbacks to using flat photocells to produce electrical energy are their high cost (up to 5 USD/W) and large areas required for setting up of photo power plants.  

Solar power plant

Solar power plant chart

Concentrator photovoltaics

One of the important developments in the field of photovoltaics is the advancement of concentrator photovoltaic installations. The system of solar energy concentration consists of a concentrator and a solar tracker because CPV units pick up only direct solar radiation.

Nowadays the basis for production of low concentration CPV modules is silicon. For instance, Australia produces crystalline silicon modules with a concentration of 11 suns and efficiency of 21.6%, while the USA manufactures silicon modules with a concentration of 40 suns and efficiency of 20%.

To improve the efficiency of solar energy conversion, gallium arsenide is applied, the high-temperature photovoltaic loss of which is much lower than that of silicon.

With the use of gallium arsenide there have been created two- and three-junction modules with a high efficiency at a concentration of 1000 suns  and more. There have been created laboratory samples of CPV cells with an area of 0.5 cm2, a concentration of 500 suns and efficiency of 40%.

Specialists in the field of photovoltaics predict that the most promising CPV modules are going to be the ones with a concentration of 1000 suns, operating with the next-generation multi-junction gallium arsenide solar elements. 

Applications of Solar Cells

One of the examples of using solar cells is photoelectric transport, with many companies creating vehicles powered by solar cells. The first solar plane was made in 1980; its flying distance was 160 km. In 2015 Solar Impulse 2 became the first solar plane to make a round-the-world trip, having spent 23 days without landing.

Some research has also been done in the development of solar powered car; the first automobile powered by a solar array was built in 1977. Currently, auto manufacturers are developing solar roof options to power their cars.  

In addition, photovoltaics plays an important role in powering satellites and telescopes, helping achieve a significant economy of fuel consumption.

Source (Russian language): http://energetika.in.ua

Alexei Tiatiushkin
Marketing manager
KharkovEnergoPribor Ltd.
marketing@keppowertesting.uk
http://www.kep.ua

http://news.chivindo.com/369/photoelectric-conversion-of-solar-energy.html

Comments

Popular posts from this blog

SketchUp Pro 2020 v20.1.235 Full Version

BAGAS31 – SketchUp Pro 2020 v20.1.235 Full Version  merupakan software yang dirancang untuk membantu sobat membuat dan mengedit model 3D. Dengan desain tampilan yang ‘clean’ dan simple, menjadikan software ini mudah untuk digunakan. Software ini hadir dengan editor bawaan yang memungkinkan sobat mendesain objek 3D dari awal, Layout designer untuk menggabungkan model 3D serta Style Builder untuk menyesuaikan model dengan gaya yang berbeda. Software ini juga memiliki fitur untuk mengimpor data dari format lain, seperti 3DS, DWG, KMZ, JPG, PNG, PSD, TIF, TGA dan sebagainya. Tanpa berpanjang lebar, silakan download  Sketch Up Pro  versi terbaru 2020 v20.1.235 Full Version   melalui link yang disediakan. SketchUp Pro 2020 v20.1.235 Full Version Screenshots : Download : SketchUp Pro 2020 v20.1.235 Installer | Size: 128 MB [ FileUp ] | [ up4ever ] JAMU SketchUp Pro 2020 v20.1.235 Full Version | Size: 14.5 MB [ FileUp ] | [ ...

SCADA

SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control and Data Acquisitio n. SCADA merupakan sebuah sistem yang mengumpulkan informasi atau data-data dari lapangan dan kemudian mengirimkan-nya ke sebuah komputer pusat yang akan mengatur dan mengontrol data-data tersbut. Sistem SCADA tidak hanya digunakan dalam proses-proses industri, misalnya, pabrik baja, pembangkit dan pendistribusian tenaga listrik (konvensional maupun nuklir), pabrik kimia, tetapi juga pada beberapa fasilitas eksperimen seperti fusi nuklir. Dari sudut pandang SCADA, ukuran pabrik atau sistem proses mulai dar 1.000an hingga 10.000an I/O (luara/masukan), namun saat ini sistem SCADA sudah bisa menangani hingga ratusan ribu I/O. Ada banyak bagian dalam sebuah sistem SCADA. Sebuah sistem SCADA biasanya memiliki perangkat keras sinyal untuk memperoleh dan mengirimkan I/O, kontroler, jaringan, antarmuka pengguna dalam bentuk HMI (Human Machine Interface), piranti komunikasi dan beberapa perangkat lunak pendukung. Semua itu...

Persoalan Pokok pada Pembangkit Tenaga Listrik

Pembangkit listrik yang biasa digunakan pada suatu Sistem Tenaga Listrik (STL) terdiri dari pembangkit listrik tenaga air (Hydro plant atau PLTA) dan unit-unit thermal.Pembangkit-pembangkit itu sekarang ini umumnya sudah berhubungan satu dengan yang lainnya, atau yang sering disebut dengan interkoneksi. Setelah beroperasi dalam waktu tertentu, maka dari pembangkit-pembangkit itu ada yang keluar dari sistem interkoneksi dan hal ini disebabkan karena ada unit pembangkit yang rusak dan tentunya perlu diganti atau diperbaiki, kedua karena ada pembangkit yang istirahat untuk keperluan pemeliharaan. Salah satu contoh rencana pemeliharaan unit pembangkit adalah dengan menggunakan metode Levelized Resh dari Gaever . Namun dalam aplikasinya harus dibagi dalam dua kriteria, yaitu pertama unit pembangkit bisa dikeluarkan tanpa adanya penyesuaian. Kedua unit pembangkit yang dikeluarkan harus diatur dalam kurun waktu yang terbatas. Dengan demikian berarti pada waktu tertentu ada unit pembangkit y...

Jenis-jenis Plug dan Socket Listrik

Setelah pada artikel sebelumnya di sini yang membahas mengenai peralatan listrik rumah tinggal, maka artikel kali ini akan membahas lebih detail lagi mengenai satu peralatan instalasi listrik yang digunakan, yaitu plug dan socket. Plug dan socket listrik (dalam bahasa sehari-hari dikenal dengan colokan dan stop-kontak) 2 pin awalnya diciptakan oleh Harvey Hubbell dan dipatenkan pada tahun 1904. Karya Hubbell ini pun menjadi rujukan pembuatan plug dan socket setelahnya dan menjelang tahun 1915 penggunaannya semakin meluas, walaupun pada tahun-tahun 1920an peralatan rumah serta komersial masih menggunakan socket lampu jenis screw-base Edison. Kemudian plug 3 pin diciptakan oleh Albert Büttner pada tahun 1926 dan mendapatkan hak paten dari badan paten jerman (DE 370538), karyanya tersebut dikenal dengan nama "schuko" . Namun ada juga pencipta plug 3 pin ini, yaitu Philip F. Labre, semasa beliau masih menuntut ilmu di Sekolah Kejuruan Milwaukee (MSOE) dan mendapatkan hak paten d...

Autodesk SketchBook Pro 2021 Full Version

BAGAS31 – Sesuai dengan namanya, Autodesk SketchBook Pro 2021 Full Version ini merupakan software digital sketching atau drawing terbaik yang bisa kamu gunakan. Pada versi terbaru kali ini, ada beberapa penambahan fitur yang sangat efektif. Dengan fitur baru tersebut, diharapkan mampu meningkatkan proses sketching maupun drawing kamu. Autodesk SketchBook sendiri sudah bisa kamu dapatkan secara gratis melalui website resminya. Namun untuk kamu yang mau download versi Autodesk Sketchbook Pro, maka bisa langsung download melalui link yang sudah saya sediakan di bawah ini. Download Autodesk SketchBook Pro 2021 Full Version Screenshot: System Requirements: Windows 10 2.5 – 2.9 GHz of Intel or AMD CPU 4 GB of Memory 256 MB Graphics card with OpenGL 2.0 support We recommend that you use a pressure-sensitive tablet and pen for basic features Download: Autodesk SketchBook Pro 2021 Full Version [ FileUp ][ Uptobox ][ UsersDrive ] Jamu Only [ File...