Nyt billeddannelsessystem afslører solpanelfejl selv i stærkt sollys

Forskere har udviklet og demonstreret et nyt system, der kan opdage defekter i silicium solpaneler i fuldt og delvis sollys under alle vejrforhold. Fordi nuværende fejldetekteringsmetoder ikke kan bruges i dagslysforhold, det nye system kan gøre det meget nemmere at holde solpaneler i gang optimalt.

Silicium solpaneler, som udgør omkring 90 procent af verdens solpaneler, ofte har defekter, der opstår under deres fremstilling, håndtering eller installation. Disse defekter kan reducere solpanelernes effektivitet betydeligt, så det er vigtigt, at de opdages hurtigt og nemt.

I Optica Publishing Group tidsskrift Anvendt optik , forskere fra Nanjing University of Science and Technology i Kina beskriver, hvordan en unik kombination af ny hardware og software gør det muligt at afbilde og analysere fejl i solpaneler klart og tydeligt selv i stærkt lys.

"Dagens fejldetekteringssystemer kan kun bruges til at finde defekter om natten eller på solpanelmoduler, der er blevet fjernet og flyttet inde eller ind i et skyggefuldt miljø, "sagde Yunsheng Qian, der ledede forskergruppen. "Vi håber, at dette system kan bruges til at hjælpe inspektører på fotovoltaiske kraftværker med at lokalisere defekter og identificere dem hurtigere, så disse systemer kan producere elektricitet ved deres maksimale niveauer. "

At se gennem lyset

I det nye værk, forskerne skabte et billedbehandlingssystem til al slags vejr, der fungerer under alle lysforhold. For at synliggøre defekter, de udviklede software, der anvender en moduleret elektrisk strøm til et solpanel, hvilket får den til at udsende lys, der slukker og tænder meget hurtigt. En InGaAs detektor med en meget høj billedhastighed bruges til at optage en række billeder af solpanelerne, når den elektriske strøm tilføres. Forskerne tilføjede også et filter, der begrænser de detekterede bølgelængder til dem omkring 1150 nm for at fjerne noget af det omstrejfende sollys fra billederne.

"Den meget hurtige billeddannelseshastighed gør det muligt at indsamle flere billeder, så et større antal ændringer mellem billederne kan skelnes, "sagde Sheng Wu, første forfatter til papiret. "Nøgleudviklingen var en ny algoritme, der adskiller de modulerede og umodulerede dele af billedsekvensen og derefter forstørrer denne forskel. Dette gør det muligt for defekterne i solpanelet at blive tydeligt afbildet under høj irradians."

For at teste systemet, forskerne anvendte det på både monokrystallinsk silicium og polykrystallinsk silicium solpaneler. Resultaterne viste, at systemet kan detektere defekter på siliciumbaserede solpaneler med irradianser fra 0 til 1300 watt pr. kvadratmeter, hvilket svarer til lysforhold lige fra fuldstændigt mørke til fuldt sollys.

Forskerne arbejder nu på software til at reducere digital støj for yderligere at forbedre billedkvaliteten, så detektoren kan indsamle billedændringer mere præcist. De ønsker også at se, om kunstig intelligens kunne anvendes på de erhvervede billeder for automatisk at identificere typer af defekter og yderligere strømline inspektionsprocessen.