Uploaded by satriamanaf0

3. SOLAR RADIATION CONVERSION ZULN AND USUF

advertisement
TET-133 (3 SKS)
SOLAR RADIATION CONVERSION
KONVERSI ENERGI RADIASI MATAHARI
M. DAUD
ZULNAZRI
Pokok Bahasan utama MK Konversi Radiasi Matahari
(Solar Radiation Conversion) :

Pengantar Energi Radiasi Surya

Photovoltaic Conversion dan solar sel

Sistem PLTS Photovoltaic

Teknologi dan Efisiensi PV

Photoelectrochemical Conversion

Solar Thermal Conversion


Radiasi Solar Termal pada Industri
Solar Thermal Electricity Generators

Pemanasan Air secara Surya

Solar Cooling & Other Applications

Prinsip Solar Radiasi dan Efek Rumah kaca

Solar Radiasi dan Efek kolektor

Fuel Cells

Potensi Energi Matahari di Indonesia
PHOTOVOLTAIC CONVERSION

At zero absolute tem-perature a semiconductor is an insulator, but
because of the thermal energy spread at higher temperatures,
given by equation (4.1) because electrons are Fermi particles, some
electrons will be excited into the higher band (the “conduction
band”).

The conductance of silicon increases by a factor 106 between 250
and 450 K.

Figure 14.3. Struktur pita energi di dekat energi Fermi (μ) untuk bahan semikonduktor tanpa pengotor
(kolom tengah) atau dengan doping tipe-n atau p (lih. Teks). Tempat yg gelap menunjukkan hunian
elektron sebagai fungsi energi untuk suhu terbatas (hunian yang sama dengan kesatuan sesuai
dengan jumlah maksimum elektron pada interval energi atau energi tertentu, yang konsisten dengan
prinsip pengecualian untuk partikel jenis Fermi).

The bands corresponding to 1s, 2s and 2p atomic orbits are completely
filled in Si, but then four electrons remain per atom.

According to Fig. 14.2, the 3s and 3p bands are overlapping and allow
two mixed bands to be constructed, with an intermediate gap of about
1 eV (1.6 × 10-5 J).

The lower band (the “valence band”) can hold four electrons per atom,
so that this band will be completely full and the other one empty at zero
temperature
Amorphous cells

Amorphous semiconductor materials exhibit properties of interest for
solar cell applications.
PHOTOELECTROCHEMICAL CONVERSION

Photoelectrochemistry is an area of confluence between solar cell
technology and battery technoogy

Organic solar cells are a special kind of photoelectrochemical
(PEC) devices that try to take advantage of inexpensive organic
materials as opposed to the more expensive metals and doped
semiconducting materials used in the photovoltaic devices

Suitable organic materials can by photosynthesis trap sunlight and
convert radiation into other forms of energy. It has been attempted
to copy this process to man-made devices in various ways.

Calvin (1974) considered a double membrane that would separate
the ionised reactants of a photo-excitation process,
Sistem transport ion dalam elektroda
The effective absorption surface may be increased by three orders of magnitude
and provides an overall cell efficiency to about 10%. It should still be possible for
the TiO2 nodules to transfer the absorbed electron to the back electrode through a
series of transport processes
Figure 15.1. Tata letak sel surya
fotoelektrokimia dengan indikasi tingkat
energi (Ef adalah tingkat Fermi dari
bahan semikonduktor). Radiasi matahari
diserap
dalam
lapisan
pewarna,
menciptakan
keadaan
elektron
tereksitasi, dari mana elektron ditransfer
ke semikonduktor di sebelah kiri dan diisi
ulang dari elektroda counter melalui
siklus redoks dalam elektrolit di sebelah
kanan(Sørensen, 2003a).

Fig. The structure of N3 (RuS2O8N6C26H24,
kiri)

and b-d(RuS3O6N6C21H22, kanan)
ruthenium sensitisers
synthesised by Nazeeruddin et al. (1993;
2001).

Gambar atas memberikan struktur molekul ungu N3 dan pewarna ruthenium hitam

Struktur molekul sensitiser yang dimodifikasi sering diberikan secara kasar oleh komponen-komponen
yang diketahui ditambah beberapa aturan umum.

Pengukuran spektrum seperti spektrum resonansi magnetik nuklir (NMR) akan membantu menentukan
posisi atom tertentu (mis. Atom hidrogen), tetapi tidak selalu dengan cara yang unik.

Penambahan fitur-fitur baru pada molekul pewarna inorder untuk meningkatkan penyerapan
matahari atau membantu transfer elektron dari molekul dapat menimbulkan struktur yang tidak sesuai
dengan dugaan sederhana, mis. karena isomerisme atau karena alasan lain seperti permukaan energi
dalam ruang konfigurasi dengan lebih dari satu minimum
SOLAR THERMAL CONVERSION
INTRUDUCTION
Heat generation

Konversi energi surya menjadi panas membutuhkan bahan penyerap cahaya,
sebuah kolektor, yang mampu mendistribusikan energi radiasi yang diserap
melalui derajat kebebasan internal yang terkait dengan energi gerak kinetik
pada tingkat molekuler (mis. Getaran kisi dalam kasus padatan).

Penyerapan energi matahari akan menaikkan suhu kolektor atau mentransfer
energi ke reservoir, jika kolektor terhubung dengan resevoir. Kolektor juga akan
memancarkan radiasi, dan memungkin kehilangan energi panas oleh proses
konduksi dan konveksi. Spektrum frekuensi dari radiasi yang dipancarkan akan
sesuai dengan spektrum Planck,

Distribusi ini dapat digunakan untuk menggambarkan radiasi ulang panas dari
permukaan kolektor dengan T sama dengan kolektor suhu Tc, asalkan kolektor
dalam keadaan yang memungkinkan definisi dari suhu termodinamika
Lanjutan

Kolektor dapat dirancang sedemikian rupa sehingga mencapai penyerapan bersih
yang besar dengan meminimalkan refleksi dan transmisi dan mencoba menghindari
kerugian, mis. dengan mengoperasikan kolektor pada suhu tidak jauh di atas suhu
udara sekitar atau, jika suhu beban lebih tinggi diperlukan, dengan mengurangi
tingkat kehilangan panas, mis. dengan penutup transparan dan isolasi yang cocok.

Kita dapat membedakan antara sistem "pasif" dan "aktif", berdasarkan apakah energi
ditambahkan secara khusus (dari pompa, dll.)

Untuk membawa panas kolektor ke area muatan. Sistem pasif tidak dicirikan dengan
tidak adanya aliran panas antara kolektor dan area muatan, tetapi aliran tersebut
harus “alami”,

yaitu tidak boleh bergantung pada input energi lain yang disediakan. Mungkin ada energi
"sirkulasi alami" yang sulit untuk didefinisikan.
Lanjutan
Jenis dinding surya/solar wall (mirip soalr sel dari sistem pemanas
dengan pendingin pasif. Potongan melintang atas menunjukkan
aliran udara selama (a) musim dingin dan (b) musim panas.
Kurva di samping menunjukkan, periode operasi yang
dipilih : beberapa hari, aliran udara dan suhu di lokasi X di
(a), suhu sekitar luar rumah, dan radiasi matahari. Suhu
dinding bagian dalam tetap di atas 20ºC selama periode
yang dibuat.
Rumah yang dianggap terletak di 43 ° LU lintang.
Day of february
Lanjut

Jenis lain dari sistem solar termal pasif menggunakan kapasitas panas (Cp) dari
dinding yang menghadap matahari pada siang hari.

Dinding menyerap radiasi dan terjadi akumulasi (kapasitas panas menyebabkan
bahan bangunan meningkat kira-kira sebanding dengan massa), dan pada malam
hari akan kehilangan panas ke lingkungan yang lebih dingin, termasuk area bagian
dalam, yang disebabkan oleh penyerapan panas.

Kapasitas panas pada dinding juga berfungsi untuk mendinginkan bangunan
setidaknya selama bagian pertama siang hari, jika suhu dinding setelah pendinginan
malam lebih rendah dari pada suhu sekitar.

Versi yang lebih rumit dari sistem dinding surya/solar wall, mengarahkan konveksi
alami sesuai dengan kondisi (malam / hari, musim panas / musim dingin

Konveksi ~ perpindahan kalor (udara panas) ke luar, masuk udara dingin
Flat-plate collectors

Istilah "flat-plate collector" digunakan untuk
peredam dengan tampilan yang umumnya
datar, meskipun permukaan pengumpul tidak
harus rata secara detail (mungkin memiliki
ukiran berbentuk V atau bahkan substruktur
pemfokusan).

Sisi kolektor yang menghadap matahari
mungkin memiliki sistem penutup (misalnya
satu atau lebih lapisan kaca), dan aliran
massa/mass flow Jmc dari beberapa cairan
(misalnya air atau udara) melewati penyerap
dan seharusnya membawa panas, yang
dipindahkan dari plat absorber ke aliran
massa, ke area muatan (yaitu tempat
penggunaan aktual) atau ke beberapa
penyimpanan energi sementara.
Contoh kolektor surya plat datar. Kinerja tidak dapat diberikan hanya
dengan fluks radiasi insiden bersih Es,γ (s adalah sudut kemiringan dan
γ adalah sudut azimuth), karena produk transmisi−penyerapan pd sistem
berpenutup mungkin berbeda untuk komponen yang berbeda dari
system radiasi.

Penyerap ditandai dengan absorptance, αλ (Ω), yang mungkin tergantung pada panjang
gelombang dan arah cahaya yang datang.

Dalam banyak situasi, dapat diasumsikan dalam perkiraan pertama bahwa absorptance
tidak tergantung pada arah dan panjang gelombang ("permukaan abu-abu").

Untuk permukaan yang dicat hitam, α ini mungkin sekitar 0,95, tetapi, jika permukaannya tidak
berstruktur, asumsi bahwa α tidak tergantung pada arah akan rusak ketika sudut antara
normal ke permukaan dan arah kejadian melebihi sekitar 60 °. Menuju 90 °, αλ (Ω) sebenarnya
mendekati nol (Duffie dan Beckman, 1974).

fisika dasar (Sørensen, 2004), emittance ε sama dengan absorptance (keduanya adalah sifat
permukaan dalam pendekatan grey-surface), dan absorptance tinggi dengan demikian
mengimplikasikan emitansi tinggi untuk semua panjang gelombang, termasuk yang
mengkarakterisasi emisi termal dari absorber dari suhu Tc.

Untuk mengurangi kehilangan ini, digunakan perawatan permukaan yang menyebabkan
emitansi mengasumsikan dua nilai yang berbeda - nilai tinggi untuk panjang gelombang
pendek dari spektrum surya (menyiratkan absorptansi matahari tinggi αsw) dan yang rendah
(αlw) untuk panjang gelombang yang lebih panjang mengkarakterisasi emisi dari suhu
penyerap yang khas, diasumsikan memiliki spektrum yang kira-kira sama dengan spektrum
benda hitam untuk suhu itu.

Permukaan seperti itu disebut permukaan selektif, dan absorptans / pancarannya yang
bergantung pada panjang gelombang dapat menyerupai yang ditunjukkan pada Gambar.
Di bawah ini, menunjukkan daerah yang dapat dikarakterisasi dengan αsw ≈ 0,95 dan αlw ≈
0,1. Diskusi lebih lanjut tentang teknologi permukaan selektif dapat ditemukan di Meinel dan
Meinel (1976).
Figure 16.5. Spectral absorptance
(or emittance) of a commercial
“black-chrome” type of selective
surface (based on Masterson
and Seraphin).

Seperti ditunjukkan pada Gambar, penyerap dapat ditutupi oleh bahan itu utk
mengurangi kehilangan panas dan pada saat yang sama mentransmisikan sebagian
besar radiasi yang masuk .

Penutup dapat terdiri dari satu atau lebih lapisan kaca.

Transmitansi kaca tergantung pada jenis kaca dan khususnya pada konstituen
minoritas seperti Fe2O3.

Gambar 16.6 dibawah memberi contoh ketergantungan panjang gelombang dari
transmitansi, τλ, melalui jendela biasa kaca, yg didefinisikan sebagai fraksi cahaya
yang tidak terpantul atau tidak terserap,

Gambar 16.6 dibawah memberi contoh ketergantungan panjang
gelombang dari transmitansi, τλ, melalui jendela biasa kaca, yg
didefinisikan sebagai fraksi cahaya yang tidak terpantul atau tidak
terserap,
Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Tarbiyah

2 Cards oauth2_google_3524bbcd-25bd-4334-b775-0f11ad568091

English Training Melbourne

2 Cards Einstein College of Australia

Tugas azass

2 Cards

Create flashcards