Figura 1: Cercetătorii de la National Renewable Energy Laboratory (NREL) Tim Silverman și Nicole Luna analizează datele generate de PLatypus, care sunt legate de un sistem fotovoltaic din districtul școlar Flatirons.
Pentru a ajuta la rezolvarea uriașei probleme a schimbărilor climatice cu care se confruntă omenirea, trebuie să construim tone de centrale solare. Aceste centrale pot produce energie electrică ieftină, curată, dar numai dacă pot funcționa fiabil pe termen lung.
De aceea, Tim Silverman, un om de știință senior la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) al Departamentului de Energie al SUA, și colegii lor detectează probleme în celulele solare existente cu sistemul Platypus, un sistem de camere conceput pentru a detecta problemele invizibile și ascunse la fața locului. module fotovoltaice.
Sistemul Platypus imaginează fotoluminiscența, care apare atunci când lumina este absorbită și reemisă la o lungime de undă mai mare. Celulele solare prezintă fotoluminiscență și cu cât lumina reemisă este mai puternică, cu atât este mai bună calitatea celulei solare.
„Când interiorul unei celule solare se rupe din cauza vremii severe de grindină, nu putem vedea crăpăturile cu ochii”. Silverman descrie: „Dar fisura creează două noi interfețe în care purtătorii de sarcină tind să se recombine într-un mod care nu produce lumină. Ca urmare, atunci când facem fotografii de fotoluminiscență, zona în care există fisura apare mai întunecată decât cea din jur. zonă."
Crearea de imagini fotoluminiscente
Pentru a crea imagini fotoluminiscente, cercetătorii au aruncat lumină monocromatică pe panourile solare și au folosit o cameră pentru a colecta lumina reemisă. Cel mai bine este să efectuați această operație noaptea pentru a evita lumina soarelui.
Silverman spune: „Intensitatea fotoluminiscenței este mult mai slabă decât lumina incidentă, așa că trebuia să proiectăm un sistem care să poată emite multă lumină și să colecteze cantitatea mică de lumină care a fost returnată după schimbarea lungimii de undă”.
Este nevoie de LED-uri puternice, camere sensibile și filtre pentru a preveni apariția luminii brute în imagine. Silverman spune: „De mult timp, aceasta a fost o măsurătoare la scară mică făcută în laborator. Dar, din fericire, deoarece dispozitivele principale au primit mai bună și mai ieftină, intensitatea fotoluminiscenței celulelor solare a devenit mai puternică, ceea ce ne permite să facem asta astăzi la scară largă și la un cost scăzut.”
În ciuda faptului că majoritatea centralelor solare funcționează bine, cercetătorii și-au proiectat instrumentul PLAtypus pentru a detecta defecțiunile invizibile ale panourilor solare.
Silverman spune: „M-am gândit întotdeauna la imagistica prin fotoluminiscență ca la o tehnică specializată folosită în laborator. Apoi prietenul meu Will Hobbs a făcut-o în garaj cu un produs pe care l-a comandat de pe internet și a fost o surpriză plăcută. Ne-am dat seama că putem aplica dispozitivul din garaj pentru a fi folosit într-o centrală electrică adevărată”.
Foto Figura 2: Cercetătorii de la National Renewable Energy Laboratory Tim Silverman, Nicole Luna, Byron McDanold și Josh Parker testează un prototip al sistemului Platypus într-un sistem fotovoltaic din campusul Flatirons.
O provocare interesantă pentru cercetători a fost că, la jumătatea primei demonstrații la scară largă, a început să ningă. Silverman și colegii nu au avut o modalitate ușoară de a-și reprograma demonstrația, așa că au trebuit să curețe zăpada de pe panourile solare așa cum au demonstrat. . Prototipul lor de dovadă de concept s-a dovedit a fi rezistent la zăpadă.
„Dovada conceptului a demonstrat prin prototipare că tehnologia noastră era fezabilă și că costurile și complexitatea sistemului erau rezonabile”. Silverman a spus: „Dar în acest moment nu este un instrument ușor de utilizat pentru utilizarea de zi cu zi. În proiectele viitoare, sperăm să producem o nouă versiune. Oamenii pot folosi apoi Platypus pentru a verifica ei înșiși, astfel încât să nu fie nevoiți să-și facă griji. dacă există daune nevăzute și invizibile ale centralei electrice”.
