Obrázek 1: Výzkumníci z National Renewable Energy Laboratory (NREL) Tim Silverman a Nicole Luna sledují data generovaná PLatypusem, který je propojen s fotovoltaickým systémem ve Flatirons School District.
Abychom pomohli vyřešit obrovský problém klimatických změn, kterým lidstvo čelí, musíme postavit tuny solárních elektráren. Tyto elektrárny mohou vyrábět levnou, čistou elektřinu, ale pouze pokud mohou dlouhodobě spolehlivě fungovat.
To je důvod, proč Tim Silverman, vedoucí vědec z Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL) amerického ministerstva energetiky, a jeho kolegové zjišťují problémy ve stávajících solárních článcích pomocí systému Platypus, kamerového systému určeného k detekci neviditelných, nenápadných problémů na místě. fotovoltaické moduly.
Systém Platypus zobrazuje fotoluminiscenci, ke které dochází, když je světlo absorbováno a znovu vyzařováno na delší vlnové délce. Solární články vykazují fotoluminiscenci a čím silnější je znovu emitované světlo, tím lepší je kvalita solárního článku.
"Když vnitřek solárního článku praskne kvůli silnému krupobití, nevidíme praskliny očima." Silverman popisuje: "Prasklina však vytváří dvě nová rozhraní, kde mají nosiče náboje tendenci rekombinovat se způsobem, který neprodukuje světlo. Výsledkem je, že když pořídíme fotografie fotoluminiscence, oblast, kde trhlina existuje, je tmavší než okolní plocha."
Vytváření fotoluminiscenčních snímků
K vytvoření fotoluminiscenčních snímků vědci posvítili monochromatickým světlem na solární panely a použili kameru ke sběru znovu emitovaného světla. Nejlepší je provádět tuto operaci v noci, abyste se vyhnuli slunečnímu záření.
Silverman říká: "Intenzita fotoluminiscence je mnohem slabší než dopadající světlo, takže jsme potřebovali navrhnout systém, který by mohl emitovat hodně světla a shromažďovat malé množství světla, které se vrátilo po posunu vlnové délky."
Vyžaduje to výkonné LED diody, citlivé kamery a filtry, které zabrání tomu, aby se v obraze objevilo surové světlo. Silverman říká: "Dlouhou dobu to bylo měření v malém měřítku prováděné v laboratoři. Ale naštěstí, jak se hlavní zařízení dostala lepší a levnější, intenzita fotoluminiscence solárních článků zesílila, což nám dnes umožňuje dělat to ve velkém měřítku a za nízkou cenu."
Navzdory skutečnosti, že většina solárních elektráren funguje dobře, vědci navrhli svůj nástroj PLatypus k detekci neviditelných chyb na solárních panelech.
Silverman říká: "Vždy jsem myslel na fotoluminiscenční zobrazování jako na specializovanou techniku používanou v laboratoři. Pak to můj přítel Will Hobbs udělal ve své garáži s produktem, který si objednal z internetu, a bylo to příjemné překvapení. Uvědomili jsme si, že můžeme použít zařízení v garáži pro použití ve skutečné elektrárně."
Foto Obrázek 2: Výzkumníci z National Renewable Energy Laboratory Tim Silverman, Nicole Luna, Byron McDanold a Josh Parker testují prototyp systému Platypus ve fotovoltaickém systému v kampusu Flatirons.
Zajímavou výzvou pro výzkumníky bylo, že uprostřed jejich první demonstrace v plném rozsahu začalo sněžit. Silverman a kolegové neměli snadný způsob, jak přeplánovat svou demonstraci, takže museli odklízet sníh ze solárních panelů, jak předváděli. . Jejich prototyp prokázal, že je odolný proti sněhu.
"Důkaz konceptu prokázal prostřednictvím prototypování, že naše technologie byla proveditelná a že náklady a složitost systému byly přiměřené." Silverman řekl: "Ale v tuto chvíli to není uživatelsky přívětivý nástroj pro každodenní použití. Doufáme, že v budoucích projektech vytvoříme novou verzi. Lidé si pak mohou pomocí Platypus zkontrolovat sami, takže se nemusí starat o zda nedochází k neviditelnému a neviditelnému poškození elektrárny.“
