Thermal modes of silicon phototransducer with focline concentrators

Authors

  • Микола Іванович Сліпченко Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166, Ukraine
  • Віктор Олександрович Письменецький Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166, Ukraine
  • Олена Сергіївна Глушко Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166, Ukraine
  • Микола Вікторович Герасименко Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14513

Keywords:

Сoncentrator, photoconverter, solar cell, concentration factor, luminous density

Abstract

At present solar energy having certain advantages for provision of ecologically clean and wasteless production and having inexhaustible natural resources becomes leading industry in the world energy. The main problem on the way of its implementation is low efficiency of solar irradiation phototransduction by modern solar cells that can be solved by using concentrating elements, among which foclines – concentrators with flat reflective surfaces – are the easiest in realization.

This paper is devoted to the research of silicon photoconverter crystal temperature depending on change of concentration factor multiplicity and ambient temperature. At that the values of light flux concentration and heat-sink regime of focline concentrator construction were taken into account. Calculations of the temperature distribution over the crystal and side surfaces of focline concentrator are made, temperature distribution in the concentrator cross-section for various thickness of the heat sink radiator is represented.

The calculated dependences allow estimating the maximum permissible value of concentration factor and necessary conditions for heat sink without disturbance of the crystal allowed thermal conditions

Author Biographies

Микола Іванович Сліпченко, Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166

Doctor of Physics and Mathematics, Professor, Vice-Rector for Research

Department of microelectronic devices and devices

Віктор Олександрович Письменецький, Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166

Candidate of Technical Sciences, Professor

Олена Сергіївна Глушко, Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166

Trainee Researcher

Department of microelectronic devices and devices

Микола Вікторович Герасименко, Kharkov National University of Radio Electronics Lenina 14, Kharkov, Ukraine, 61166

Junior Researcher

Department of microelectronic devices and devices

References

  1. Enternational Energy Agency [Электронный ресурс] / Режим доступа: WWW/ URL: http://www.iea.org/topics/solarpvandcsp/ - 9.02.2013 г. - Загл. с экрана.
  2. Стребков, Д. С. Концентраторы солнечного излучения [Текст] / Д. С. Стребков. – М. : ГНУ ВИЭСХ, 2007. – 316 с.
  3. Андреев, В. М. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения [Текст] / В. М. Андреев, В. А. Грилихес, В. Д. Румянцев. – Л. : Наука, 1989. – 310 с.
  4. Борщев, В. Н. Исследования тепловых характеристик высокоэффективных приемников солнечного излучения нового поколения [Текст] / В. Н. Борщев, В. А Антонова и др. // Технология приборостроения. – 2012. - № 1. – С. 3-9.
  5. Искрянников, Н. П. Автономные солнечные установки с концентраторами солнечного излучения [Текст] / Н. П. Искрянников, К. Н. Свиридов, В. И. Шадрин // Журн. Интеграл. - 2005. - № 2. – С. 121-138.
  6. Борщов, В. Н. Концентраторные солнечные батареи космического применения на сверхлегких объемных углепластиковых каркасах и многопереходных солнечных элементах [Текст] / В. Н. Борщев, А. М. Листратенко и др. // Мат. 5-й Междунар. научной конф. «Функциональная база наноэлектроники». Сб. науч. тр. – Харьков: Изд-во ХНУРЭ, 2012. – С. 9 - 13.
  7. Aitken, D. W. Transitioning to a Renewable Energy Future [Text] / D. W. Aitken // White Paper of International Solar Energy Society. - 2003. - 55 pp.
  8. Кувшинов, В. В. Некоторые результаты исследования комбинированной установки для фототермопреобразования солнечной энергии [Текст] / В. В Кувшинов, В. А. Сафонов // Сб. научн. тр.СНУЯЕтаП. – 2009. – Вып. 31. – С. 158-163.
  9. Кувшинов, В. В. Разработка концентраторов для фотоэлектрических и комбинированных солнечных установок на основе боковых отражающих поверхностей [Текст] / В. В. Кувшинов // Сб. научн. тр.СНУЯЕтаП. – 2010. – Вып. 32. – С. 174-181.
  10. Баранов, В. К. Методы расчета профилей фоконов и фоклинов [Текст] / В. К. Баранов // Гелиотехника. - 1990. - № 1. - С. 19.
  11. Enternational Energy Agency (2013), Available at: http://www.iea.org/topics/solarpvandcsp (accessed 9 February 2013).
  12. Strebkov D. S. Kontsentratory solnechnoho yzluchenyia [Concentrator solar radiation]. Moscow, HNU VYESKH, 2007. 316 p.
  13. Andreev V. M., Hrylykhes V. A., Rumyantsev V. D. Fotoelektrycheskoe preobrazovanye kontsentryrovannoho solnechnoho yzluchenyia [Photoelectric converting concentrated solar radiation]. Lvov, Nauka, 1989. 310 p.
  14. Borschev V. N. Yssledovanyia teplovykh kharakterystyk vysokoeffektyvnykh pryemnykov solnechnoho yzluchenyia novoho pokolenyia [Research of thermal characteristics of high solar receiver of a new generation]. Tekhnolohyia pryborostroenyia - Instrumentation Technology, 2012. no. 1. - pp.
  15. Yskriannykov N. P., Svyrydov K. N., Shadryn V. Y. Avtonomnye solnechnye ustanovky s kontsentratoramy solnechnoho yzluchenyia [The autonomous solar systems with solar radiation concentrators]. Zhurnal Yntehral - Journal Integral, 2005, no. 2, pp. 121-138.
  16. Borshchev V. N., Lystratenko A. M. Kontsentratornye solnechnye batarey kosmycheskoho prymenenyia na sverkhlehkykh obyemnykh uhleplastykovykh karkasakh y mnohoperekhodnykh solnechnykh elementakh [Concentrator solar cells for space application on the ultra-light carbon fiber frames and bulk multijunction solar cells]. Materyaly 5-y Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsyy «Funktsyonalnaia baza nanoelektronyky» (Proc. 5th International Conf. "Functional Nanoelectronics"). Kharkov, 2012. pp. 9 - 13.
  17. Aitken D. W. Transitioning to a Renewable Energy Future. White Paper of International Solar Energy Society, 2003, 55 pp.
  18. Kuvshynov V. V., Safonov V. A. Nekotorye rezultaty yssledovanyia kombynyrovannoi ustanovky dlia fototermopreobrazovanyia solnechnoi enerhyy [Some research results of the combination plant for solar energy photothermal conversion]. Sbornyk nauchnykh trudov SNUIaEtaP. Sevastopol, 2009, no. 31. pp. 158-163.
  19. Kuvshynov V. V. Razrabotka kontsentratorov dlia fotoelektrycheskykh y kombynyrovannykh solnechnykh ustanovok na osnove bokovykh otrazhaiushchykh poverkhnostei [Development of reflector-absorbers for photo-electric and combined sun station on basis of lateral catopters]. Sbornyk nauchnykh trudov SNUIaEtaP. Sevastopol, 2009, no. 32. pp. 174-181.
  20. Baranov V. K. Metody rascheta profylei fokonov y foklynov [Methods of calculation of profiles focon and foclines]. Helyotekhnyka, 1990, no. 1, pp. 19.

Published

2013-06-20

How to Cite

Сліпченко, М. І., Письменецький, В. О., Глушко, О. С., & Герасименко, М. В. (2013). Thermal modes of silicon phototransducer with focline concentrators. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5(63), 50–53. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14513