Onderzoekers hebben een nieuw systeem ontwikkeld en gedemonstreerd dat onder alle weersomstandigheden defecten in siliciumzonnepanelen kan detecteren in volledig en gedeeltelijk zonlicht. Omdat de huidige defectdetectiemethoden niet kunnen worden gebruikt bij daglicht, het nieuwe systeem kan het veel makkelijker maken om zonnepanelen optimaal te laten werken.

Silicium zonnepanelen, die ongeveer 90 procent van 's werelds zonnepanelen uitmaken, hebben vaak gebreken die optreden tijdens hun productie, behandeling of installatie. Deze gebreken kunnen het rendement van de zonnepanelen sterk verlagen, daarom is het belangrijk dat ze snel en gemakkelijk worden opgespoord.

In het tijdschrift Optica Publishing Group Toegepaste optica , Onderzoekers van de Nanjing University of Science and Technology in China beschrijven hoe een unieke combinatie van nieuwe hardware en software ervoor zorgt dat defecten in zonnepanelen duidelijk worden afgebeeld en geanalyseerd, zelfs bij fel licht.

"De huidige defectdetectiesystemen kunnen alleen worden gebruikt om 's nachts defecten op te sporen of op zonnepanelen die zijn verwijderd en naar binnen of naar een schaduwrijke omgeving zijn verplaatst, " zei Yunsheng Qian, die het onderzoeksteam leidde. "We hopen dat dit systeem kan worden gebruikt om inspecteurs van fotovoltaïsche centrales te helpen defecten op te sporen en sneller te identificeren, zodat deze systemen maximaal elektriciteit kunnen produceren."

Door het licht kijken

In het nieuwe werk de onderzoekers creëerden een beeldvormingssysteem voor alle weersomstandigheden dat onder alle lichtomstandigheden werkt. Om gebreken zichtbaar te maken, zij ontwikkelden software die een gemoduleerde elektrische stroom op een zonnepaneel toepast, waardoor het licht uitstraalt dat zeer snel aan en uit gaat. Een InGaAs-detector met een zeer hoge framesnelheid wordt gebruikt om een ​​reeks beelden van de zonnepanelen te verkrijgen terwijl de elektrische stroom wordt toegepast. De onderzoekers voegden ook een filter toe dat de gedetecteerde golflengten beperkt tot die rond 1150 nm om een ​​deel van het verdwaalde zonlicht uit de afbeeldingen te verwijderen.

"Door de zeer hoge beeldsnelheid kunnen meer afbeeldingen worden verzameld, zodat een groter aantal veranderingen tussen afbeeldingen kan worden onderscheiden, " zei Sheng Wu, eerste auteur van het artikel. "De belangrijkste ontwikkeling was een nieuw algoritme dat de gemoduleerde en niet-gemoduleerde delen van de beeldsequentie onderscheidt en dit verschil vervolgens vergroot. Hierdoor kunnen de defecten in het zonnepaneel duidelijk worden afgebeeld onder hoge instraling."

Om het systeem te testen, de onderzoekers pasten het toe op zonnepanelen van zowel monokristallijn silicium als polykristallijn silicium. De resultaten toonden aan dat het systeem defecten kan detecteren op op silicium gebaseerde zonnepanelen met stralingen van 0 tot 1300 watt per vierkante meter, wat overeenkomt met lichtomstandigheden variërend van volledige duisternis tot volledig zonlicht.

De onderzoekers werken nu aan software om digitale ruis te verminderen om de beeldkwaliteit verder te verbeteren, zodat de detector beeldveranderingen nauwkeuriger kan opvangen. Ze willen ook zien of kunstmatige intelligentie kan worden toegepast op de verkregen beelden om automatisch de soorten defecten te identificeren en het inspectieproces verder te stroomlijnen.