How A Photovoltic Cell Works

Return Photovoltaics

The "photovoltaic effect" is the basic physical process through which a PV cell converts sunlight into electricity. Sunlight is composed of photons, or particles of solar energy. These photons contain various amounts of energy corresponding to the different wavelengths of the solar spectrum. When photons strike a PV cell, they may be reflected or absorbed, or they may pass right through. Only the absorbed photons generate electricity. When this happens, the energy of the photon is transferred to an electron in an atom of the cell (which is actually a semiconductor). With its newfound energy, the electron is able to escape from its normal position associated with that atom to become part of the current in an electrical circuit. By leaving this position, the electron causes a "hole" to form. Special electrical properties of the PV cell—a built-in electric field—provide the voltage needed to drive the current through an external load (such as a light bulb).

p-Types, n-Types, and the Electric Field

To induce the electric field within a PV cell, two separate semiconductors are sandwiched together. The "p" and "n" types of semiconductors correspond to "positive" and "negative" because of their abundance of holes or electrons (the extra electrons make an "n" type because an electron actually has a negative charge).

Although both materials are electrically neutral, n-type silicon has excess electrons and p-type silicon has excess holes. Sandwiching these together creates a p/n junction at their interface, thereby creating an electric field.

When the p-type and n-type semiconductors are sandwiched together, the excess electrons in the n-type material flow to the p-type, and the holes thereby vacated during this process flow to the n-type. (The concept of a hole moving is somewhat like looking at a bubble in a liquid. Although it's the liquid that is actually moving, it's easier to describe the motion of the bubble as it moves in the opposite direction.) Through this electron and hole flow, the two semiconductors act as a battery, creating an electric field at the surface where they meet (known as the "junction"). It's this field that causes the electrons to jump from the semiconductor out toward the surface and make them available for the electrical circuit. At this same time, the holes move in the opposite direction, toward the positive surface, where they await incoming electrons.

Making n and p Material

The most common way of making p-type or n-type silicon material is to add an element that has an extra electron or is lacking an electron. In silicon, we use a process called "doping."

We'll use silicon as an example because crystalline silicon was the semiconductor material used in the earliest successful PV devices, it's still the most widely used PV material, and, although other PV materials and designs exploit the PV effect in slightly different ways, knowing how the effect works in crystalline silicon gives us a basic understanding of how it works in all devices.

• An Atomic Description of Silicon - The Silicon Molecule
• Introducing Phosphorous - Boron - Other Semiconductor Materials

Absorption and Conduction

In a PV cell, photons are absorbed in the p layer. It's very important to "tune" this layer to the properties of the incoming photons to absorb as many as possible and thereby free as many electrons as possible. Another challenge is to keep the electrons from meeting up with holes and "recombining" with them before they can escape the cell. To do this, we design the material so that the electrons are freed as close to the junction as possible, so that the electric field can help send them through the "conduction" layer (the n layer) and out into the electric circuit. By maximizing all these characteristics, we improve the conversion efficiency* of the PV cell.

To make an efficient solar cell, we try to maximize absorption, minimize reflection and recombination, and thereby maximize conduction.

*The conversion efficiency of a PV cell is the proportion of sunlight energy that the cell converts to electrical energy. This is very important when discussing PV devices, because improving this efficiency is vital to making PV energy competitive with more traditional sources of energy (e.g., fossil fuels). Naturally, if one efficient solar panel can provide as much energy as two less-efficient panels, then the cost of that energy (not to mention the space required) will be reduced. For comparison, the earliest PV devices converted about 1%-2% of sunlight energy into electric energy. Today's PV devices convert 7%-17% of light energy into electric energy. Of course, the other side of the equation is the money it costs to manufacture the PV devices. This has been improved over the years as well. In fact, today's PV systems produce electricity at a fraction of the cost of early PV systems.

Reprinted from U.S. Department of Energy Photovoltaics Program

BACA KORAN LOKAL GRATIS

Bagi anda yang mau baca koran lokal harian gratis dan mendownload, di sini tempatnya. Koran lokal gratis ini terbitan terkini, uptodate dan di update setiap harinya. Anda dapat melihat edisi-edisi sebelumnya dengan klik tombol back issue. Berikut koran-koran tersebut, selamat membaca

JAWAPOS : http://versipdf.jawapos.co.id/
KOMPAS : http://kompas.realviewusa.com/
POS KOTA :http://metroposonline.com/poskota/Poskota/
KONTAN : http://kontan.realviewusa.com/
KORAN TEMPO :http://epaper.korantempo.com/
MEDIA INDONESIA : http://epaper.mediaindonesia.com
FAJAR : http://pdf.fajar.co.id/
BANJARMASIN POS : http://epaper.banjarmasinpost.co.id/
BATAM POS : http://epaper.batampos.co.id/
BISNIS JAKARTA : http://www.bisnis-jakarta.com/
PONTIANAK POS : http://epaper.pontianakpost.com/
REPUBLIKA : http://67.19.80.66/republika/
BALI POS : http://epaper.balipost.com/
METRO POS Batam : http://epaper.posmetrobatam.com/
RIAU POS : http://epaper.riaupos.co.id/
SUMUT POS : http://issuu.com/sumut ->sumut post
METRO SIANTAR : http://issuu.com/metrosiantar
TRIBUN KALTIM : http://issuu.com/tohirtribun
POSMETRO MEDAN : http://issuu.com/posmetromedan
SURYA : http://issuu.com/surya-epaper
TRIBUN JABAR : http://issuu.com/tribunjabar
SURABAYA POST : http://www.surabayapost.co.id/epapersp
DUMAI POS : http://issuu.com/dumaipos.com
METRO TAPANULI : http://issuu.com/metrotapanuli
RIAU POS : http://issuu.com/riaupos
SRIWIJAYA POS : http://issuu.com/sripoku
SUMUT POS : http://issuu.com/sumut
JAMBI INDIPENDEN : http://issuu.com/jambi-independent
PEKANBARU POS : http://issuu.com/pepos
BANGKA POS : http://issuu.com/bangkapos
JAMBI EXPRESS : http://issuu.com/brondong/docs
RADAR KOTA BUMI :http://issuu.com/radarkotabumi
RADAR SEMARANG : http://www.radarsemarang.com/epaper.html
RADAR SURABAYA : http://issuu.com/warenda
RADAR SURABAYA : http://www.radarsby.com
RADAR TEGAL : http://issuu.com/jaelani
RADAR LAMPUNG : http://issuu.com/radarlampung
RADAR JOGYA : http://issuu.com/radar_jogja
RADAR KEDIRI : http://issuu.com/radarkediri
RADAR BANYUWANGI : http://issuu.com/radarbwi
TRIBUN TIMUR MAKASAR : http://www.tribun-timur.com/epaper/tribuntimur.swf (thanks to busyet20)
PIKIRAN RAKYAT : http://epaper.pikiran-rakyat.com
SUARA PEMBARUAN : http://epaper.suarapembaruan.com
MANADO POS : http://versicetak.mdopost.com

PERCOBAAN WIFI JARAK JAUH

1. Motivasi

• Untuk daerah pegunungan, hanya wireless yang kelihatannya merupakan solusi ekonomis bagi pencapaian masukknya teknologi digital.



• WiFi menjangaku jauh yang merupakan teknologi yang tidak terlalu mahal yang ada, dan dapat memberikan data dan komunikasi percakapan.
• Interferensi sedikit pada wilayah dengan sedikit populasi.

2. Latar Belakang WIFI Jarak Jauh

• Beroperasi pada jarak 70 km di pegunungan Merida sejak 2001
• Pancaran membentang wilayah Swedia sepanjang 300 km



• Kontes Defcon pada tahun 2004 mencapai jarak 125 mile tanpa amplifiers
• Program EHAS untuk mendukung kesehatan, pemeliharaan pada wilayah pegunungan
• EsLaRed dengan jarak 279 km dengan transmitter 100 mW dan digunakan lagi antena pada 2006

3. Jarak 279 km

Gambar 3.1. Peta Link WIFI dari El Aguila ke El Baul

Gambar 3.2. Dilihat dari El Aguila

4. Wireless Router di El Baul

Gambar 4.1 Tim di El Baul

Gambar 4.2. Dapat membuat komunikasi suara dan gambar melalui lintasan sepanjang 279 km

Gambar 4.3. Dengan Linksys WRT54G

Referensi: (www.eslared.org.ve)

ENERGI ALTERNATIF UNTUK JARINGAN WIFI

PV Cell Basics
• Semikonduktor silikon positif transparan dan negative silicon backing
• Cahaya masuk (photons) menyebabkan elektron-elektron berenergi begrerak ke n-silikon dan keluar konektor

• Tegangan nominal 0.55 V memerlukan hubungan seri untuk mendapatkan tegangan yang berguna sebesar 16 V
• 3% hingga 17%

Pengendali Arus (Charge controller)
•Pengendalian arus listrik untuk melindungi batrai
• Diskonek baterai bila tegangan jauh turun (tipikalnya adalah 10.6 V)
• Lepaskan arus listrik bila tegangan listrik naik hingga tinggi (tipikalnya 14V)
• Diskonekkan Panel Solar Sel pada malam hari

Cadangan Energi
• Energi dapat tersimpan secara kimiawi
• Secara fisika terdapat dalam bendungan air yang tinggi

• Listrik
• Roda gaya/kincir (Flywheels)

Inverter
• Inverter merubah secara langsung arus tegangan rendah menjadi 120 VAC
• Input DC 12v atau 24v DC
• Besar kehilangan arus konversi DC ke AC conversion sekitar 20%

Skema setingan yang umum – nilai investasi sekitar$2250

Mikro-hidroelektrik

Mengukur ketinggian (metode carpenter’s level)

Mengukur ketinggian menggunakan inclinometer

Mengukur aliran air (bucket method)

Bendungan Sederhana

Perpipaan dan pondasi semen

Turbine dan Generator kapasitas 1kw

Kumpulan Unit Micro-Hydro Plant – invsetasi sebesar $5k USD

Turbin berpenggerrak tenaga angin

Turbin tenaga angin berukuran kecil – nilai investasi sekitar $2450

Spesifikasi teknisnya:

• Bergey XL-1
• Rotor Diameter: 2.5 m
• Rated Wind Speed: 11 m/s
• Rated Power: 1000 Watts
• not incl tower
sumber: www.bergey.com

Penaksiran lokasi/tempat sumber tenaga angin

• Mengukur kecepatan angin selama 1 tahun
• Sekurang-kurangnya pada ketinggian 10 meter diatas gedung, dan jarak pepohonan tak lebih dari 150 meter.

Buat sendiri…

Kebutuhan Daya pada pusat layanan internet

Kebutuhan daya pada infrastruktut WiFi

Biaya

• Kebutuhan biaya pendukung daya sebuah WRT54GL

Sebuah Pendekatan WiFi Yang Ramah Lingkungan

Contoh Proyek Warung Internet Berteknologi Ramah Lingkungan

Referensi: http://wireless.ictp.it/school_2008/

Memperluas Jangkauan Wireless dengan Wireless Distribution Service

Ini merupakan sebuah slogan kartu kredit VISA yang berbunyi “everywhere you want to be” yang kira-kira artinya “ada dimanapun anda inginkan”. Jaringan wireless anda pun juga dapat ada dimanapun anda inginkan. Tapi tidak sedikit dari anda yang tinggal pada sebuah perkemahan, yang mana hal ini tidaklah mungkin untuk mengakses internet.

Wireless Distribution System, atau WDS, adalah sebuah sistem murah dan mudah untuk memperluas jangkauan jaringan wireless anda. Disebut murah, karena anda dapat men-set sepasang sub-router seharga $60 dengan firmware gratis dan bebas didownload yaitu DD-WRT, misalnya router Linksys WRT54GL (hanya $56 saat ini, cek harga di Amazon.com) dan router lainyang kompatibel. Hal ini sangatlah mudah, karena anda hanya perlu menerapkan beberapa setingan konfigurasi ke router anda, yaitu membuat sebuah repeater bridge untuk memperluas jaringan wireless anda.

Dalam rumah khayalan saya di atas, “router 1” terkoneksi ke layanan broadband (broadband service). Router tersebut menghantarkan sinyal wireless yang kuat ke suatu PC pada lantai yang sama. Tetapi seharusnya untuk bangunan dan ukuran rumah tersebut, sinyalnya melemah pada tangga turun secara cepat. Maka saya set sebuah router yang dikonfigurasi sebagai WDS pada tangga turun untukmenaikkan sinyal bagi penghuni lantai bawah.

Pada lantai dua, “router 2” bertindak sebagai klien wireless dan sebuah akses poin untuk menerima dan memancarkan kembali sinyal dari router 1, kata kuncinya menjadi memancarkan lagi. Ini merupakan tambahan biaya untuk WDS — klien-klien yang berasosiasi dengan router 2 hanya kelihatan setengah bandwith seperti berasosiasi dengan router 1. Untuk jaringan wrireless G dimana secara primer menggunakan eksternal broadband, menunjukkan sdikit pengorbanan, karena secara khusus koneksi broadband U.S. broadband harus lebih lambat dari wireless LAN, pun pada setengah kecepatan.

Anda dapat menambahkan tiga, empat dan lebih banyak router untuk memperluas jangkauan WDS bila diperlukan — tetapi masing-masingnya kembali membagi bandwidth setengahnya terhadap kliennya.

Aturan dan Kaidah WDS

Ada beberapa kaidah untuk mengimplementasikan jaringan yang berfungsi sebagai WDS. Untuk kompatibilitas yang optimal, anda harus menggunakan router yang sama seluruhnya — atau, pada kasus ini, firmware yang sama, yaitu menggunakan firmware DD-WRT v23 pada kedua router tersebut.

Kedua router harus berkomunikasi pada channel wireless yang sama. Kedua router harus dikonfigurasi pada jenis jaringan 802.11 yang sama, apakah standar B (11Mbps), mixed B/G (11/54 Mbps), atau G (54 Mbps). Jaringan standar G terpisah dari yang lain harus menggunakan channel 1, 6, atau 11.

Bila anda menggunakan sekuriti enkripsi WPA, anda harus men-set kedua router sebagai jaringan G yang terpisah dari yang lain. DD-WRT tidak mendukung enkripsi WPA2 pada WDS. Sekuriti WEP dapat digunakan pada jaringan dengan dukungan standar B.

WPA security juga memerlukan menetapkan SSID yang identik bagi kedua router tersebut Bila menggunakan sekuriti WEP atau tanpa sekuriti, anda dapat pilih untuk menetapkan SSID yang berbeda terhadap masing-masing router. Anda dapat mengendalikan lebih banyak melalui AP yang menghubungkan klien-klien anda ke masing-masingnya yang memiliki SSID berbeda — pengatur beberapa klien, termasuk konfigurasi Wireless Zero Configuration Windows XP, bukan AP yang tidak mendua yang berbagi koneksi dengan SSID yang sama dan mungkin tidak selalu menjelajahi dengan sinyal kuat.

Yang Perlu Anda Ketahui…

Sebelum menyelami lebih dalam dan mengganti setingan firmware router anda, anda perlu beberapa informasi yang akan kembali berguna belakangan nanti. Pertama, masuklah ke interface DD-WRT administration interface pada router 1, yang terkoneksi layanan broadband.

• Alamat DNS: Klik pada menu Status/Router dan gulung layar ke bawah, Internet. Disana anda akan melihat DNS 1, 2, and 3 seperti yang diberikan oleh ISP (Internet Service Provider) anda. Catat alamat apapun yang tampil disini.

• IP LAN untuk router anda yang terhubung ke Internet: klik pada Status/LAN dan catat IP Address yang tercantum menurut Local Network.

• ID MAC wireless untuk setiap router: klik pada Status/Wireless dan catat MAC address tersebut pada bagian atas halaman tersebut. Alamat unik ini mengidentifikasikan router ini. Catat alamat router ini untuk setiap router pada WDS anda.

Back Up Setingan Anda

Sebelum mengutak-atik pengaturan router anda yang terhubung ke internet, mari back up setingan yang ada saat ini — barangkali bekerja sebagaimana mestinya, atau anda tidak ingin membaca artikel online ini.

Klik Administration/Backup dan kemudian klik tombol Backup pada bawah halaman tersebut. Kemudian browser anda akan menyimpan sebuah file.Apakah anda perlu mengembalikan setingan anda, kunjungi kembali halaman in dan berikan file backup file ke kotak dialog Restore Settings.

Menyulap Router

Cara yang paling mudah untuk terus mengikuti tutorial ini adalah konfigurasikan kedua router pada waktu yang sama. Idealnya, hubungkan komputer portabel atau komputer sekunder ke interface administration router kedua ketika mengakses router primer anda dari LAN komputer.

Idealnya, anda harus reset kedua router untuk daftar yang benar — hanya dalam kasusu sebuah setingan pada suatu tempat mungkin menggangu WDS. Anda dapat mengembalikan setingan router anda ke setingan default pabrik dengan meng-klik Administration/Factory Defaults dan kemudian klik Save Settings.

Tahap – Tahap WDS

Tahap 1: Set alamat IP LAN untuk setipa router. Klick Setup/Basic Setup dan gulung layar ke bagian Network Setup. Default alamat IP Lokal untuk router anda, setelah me-reset-nya ke default setingan pabrik adalah 192.168.1.1. (Contoh disini menggunakan 192.168.0.1, akan tetapi tidak memiliki perbedaan yang banyak: Tiga oktet pertama alamat IP harus sesuai terhadap node untuk berkomunikasi pada jaringan tersebut.)

Berikan alamat IP lokal baru untuk router anda yang kedua. Secara logika pilihlah 192.168.1.2, atau, seperti tergambar dibawah ini, yaitu 192.168.0.2.

Set alamat Gateway untuk router 2 ke alamat IP lokal ke router 1. Disini yaitu 192.168.0.1.

Tahap 2: Pada halaman konfigurasi yng sama, gulung layar ke bawah ke setingan Network Address Server Settings (DHCP). Enable-kan DHCP server pada kedua router tersebut, tapi set keduanya untuk alamt IP yang diberikan dalam rentang yang beda. Router 1 akan memberikan alamat IP mulai dari 192.168.0.100 dengan mengelompokkan 25 user. Router 2 mulai memberikan alamat IP dari 192.168.0.200 dengan mengelompokkan 25-user yang lainnya.

Anda dapat mengatur parameter ini sesuai dengan yang anda suka, sampai ketemu lagi kelompok alamat IP anda yang tidak saling melengkapi. Dengan pengaturan ini, anda dapat dengan cepat menghubungi dari klien PC siapapun yang berasosiasi denga akses poin, berdasarkan alamat IP pada saat itu. Kadang-kadang hal tersebut sangat membantu untuktroubleshooting.

Router 2 memerlukan isian DNS yang diberikan oleh ISP anda. Anda simpan in ketika membaca “You Need to Know” pada bagian di atas.

Tahap 3: Disable koneksi Internet pada Router 2 saja. Klik Setup/Basic Setup dan dibawah Internet Setup, set Connection Type menjadi “Disable.”

Tahap 4: Disable firewall pada Router 2 saja. Anda tidak perlu mengaktifkan in karena router kedua anda secara sederhana melewatkan trafik internet ke router primer anda, secara default firewall aktif. Menjalankan kedua firewall pada waktu yang sama dapat menyebabkan sistem berjalan tidak tahan lama (unreliable behavior). Klik Security/Firewall dan beri checklist Disable disamping SPI Firewall. Pastikan klik “Save Settings” pada bagian bawah halaman set up ini.

Tahap 5: Set wireless network mode, SSID dan channel untuk kedua router. Klik Wireless/Basic Settings. Set Wireless Mode anda menjadi “AP” untuk kedua router.

Pilih mode network “G-only” bila anda tidak perlu mendukung klien dengan mode B. Mengingat bila anda memilih mode mixed atau B-only network, anda tidak dapat menggunakan sekuriti WPA security dengan WDS, dan oleh karena itu harus menggunakan sekuriti lain yaitu WEP atau tidak sama sekali.

Set SSID untuk setiap router. Mengingat bila anda memilih mode G-only network dan menggunakan sekuriti WPA, maka SSID haruslah identik untuk kedua router. Kalau tidak, pilih SSID yang berbeda, seperti terlihat di sini. Hal ini memastikan saya dapat secara spesifik jelas untuk terkoneksi dengan AP yang berada pada tangga atasa atau tangga bawah.

Set channel wireless sama untuk kedua router tersebut — jangan pilih “Auto.” Bila anda pilih mode network G-only, anda harus menggunakan channel yang tidak saling mendahului (non-overlapping) channel: 1, 6 atau 11 saja. Bila ada jaringan wireless yang tidak saling berhubungan yang berdekatan, anda harus memilih sebuah channel yang tidak konflik dengan jaringan itu.

Tahap 6: Disable wireless security, meskipun bersifat sementara. Yang terbaik jalankan WDS dan tanpa sekuriti — sedikit faktor untuk troubleshoot. Klik Wireless/Wireless Security dan pilih Security Mode “Disable.”

Tahap 7: Sekarang kita dapat menetapkan gabungan WDS diantara kedua router. Klik Wireless/WDS. Halaman ini menunjukkan suatu urutan isian kosong untuk WDS yang saling berhubungan.

Pada router 1, tetapkan keterkaitan dengan router 2. Pilih “LAN” dari menu bagian bawah. Masukkan alamat MAC wireless untuk router 2, yang anda simpan sebelumnya pada bagian “Yang Perlu Anda Ketahui”. Secara bebas, masukkan sebuah label untuk gabungan WDS ini.

Pada router 2, ulangi prosedur yang sama, masukkan alamat MAC untuk router 1, dan tandai dengan label yang sesuai.

Pastikan klik “Save Settings” pada bagian paling bawah halaman tersebut.

Nyalakan Router

WDS anda telah siap digunakan. Sebagai uji pertama, posisi kedua router dekat satu sama lain maka kekuatan sinyal anda pastilah baik. Dengan menggunakan sebuah PC klien atau komputer portable, anda dapat bergabung dengan router yang lain dan mengakses Internet.

Berikutnya, posisikan router kedua kearah ujung luar dari rentang router pertama. Hal ini memerlukan beberapa percobaan, pindahkan tambah lebih jauh, untuk mendapatkan lokasi yang terbaik untk router kedua. Idealnya, posisinya cukup tertutup terhadap router pertama yang menerima sinyal kuat, namun cukup jauh yang dapat menambah jangkauan wireless anda yang lumayan luas.

Ketika anda konfirmasi bahwa WDS anda bekerja, anda dapat mengunjungi kembali sekuriti wireless yang diaktifkan. Pastikan bahwa memilih parameter protokol sekuriti yang persis sama untuk kedua router tersebut. Mengingat WDS pada firmware DD-WRT saat ini tidak mendukung enkripsi WPA2, dan hanya mendukung enkripsi WPA pada jaringan G-only.

Beberapa user melaporkan problem dengan port forwarding dari router primernya terhadap klien yang berasosiasi dengan router keduanya. Bila anda menggunakan port forwarding dan mengalami hal ini, Jika ada trouble yang sering ditimbulkan dengan cara WDS pada DD-WRT cobalah aktifkan DMZ -nya. (definisi). Klik Applications & Gaming/DMZ dan masukkan alamat IP router kedua anda, klik Enable dan “Save Settings.”