Kuva 1: National Renewable Energy Laboratoryn (NREL) tutkijat Tim Silverman ja Nicole Luna tarkastelevat PLatypusin tuottamia tietoja, jotka liittyvät Flatironsin koulupiirin aurinkosähköjärjestelmään.
Jotta voimme ratkaista ihmiskunnan kohtaaman valtavan ilmastonmuutoksen ongelman, meidän on rakennettava tonnia aurinkovoimaloita. Nämä laitokset voivat tuottaa halpaa, puhdasta sähköä, mutta vain, jos ne voivat toimia luotettavasti pitkällä aikavälillä.
Siksi Tim Silverman, Yhdysvaltain energiaministeriön kansallisen uusiutuvan energian laboratorion (NREL) vanhempi tutkija, ja kollegat havaitsevat ongelmia olemassa olevissa aurinkokennoissa Platypus-järjestelmällä, kamerajärjestelmällä, joka on suunniteltu havaitsemaan näkymättömiä, salaperäisiä ongelmia paikan päällä. aurinkosähkömoduulit.
Platypus-järjestelmä kuvaa fotoluminesenssia, joka tapahtuu, kun valo absorboituu ja säteilee uudelleen pidemmällä aallonpituudella. Aurinkokennot osoittavat fotoluminesenssia, ja mitä voimakkaampi uudelleen säteilevä valo, sitä parempi aurinkokennon laatu.
"Kun aurinkokennon sisäpuoli repeytyy ankaran rakesään takia, emme näe halkeamia silmillämme." Silverman kuvailee: "Mutta halkeama luo kaksi uutta rajapintaa, joissa varauksen kantajat pyrkivät yhdistämään uudelleen tavalla, joka ei tuota valoa. Tämän seurauksena, kun otamme valokuvia fotoluminesenssista, halkeama alue näkyy ympäröivää aluetta tummempana. alueella."
Fotoluminesoivien kuvien luominen
Fotoluminesoivien kuvien luomiseksi tutkijat loistavat monokromaattista valoa aurinkopaneeleille ja käyttivät kameraa keräämään uudelleen säteilevän valon. On parasta suorittaa tämä toimenpide yöllä auringonvalon välttämiseksi.
Silverman sanoo: "Fotoluminesenssin intensiteetti on paljon himmeämpi kuin tuleva valo, joten meidän piti suunnitella järjestelmä, joka voisi lähettää paljon valoa ja kerätä pienen määrän valoa, joka palautettiin aallonpituuden muutoksen jälkeen."
Se vaatii tehokkaita LED-valoja, herkkiä kameroita ja suodattimia estämään raakaa valoa näkymästä kuvassa. Silverman sanoo: "Tämä oli pitkän aikaa pienimuotoinen mittaus, joka tehtiin laboratoriossa. Mutta onneksi päälaitteet ovat saaneet paremmin ja halvemmalla, aurinkokennojen fotoluminesenssin intensiteetti on vahvistunut, mikä mahdollistaa sen tänään suuressa mittakaavassa ja alhaisin kustannuksin."
Huolimatta siitä, että useimmat aurinkovoimalat toimivat hyvin, tutkijat suunnittelivat PLatypus-työkalunsa havaitsemaan aurinkopaneeleissa näkymättömiä vikoja.
Silverman sanoo: "Olen aina ajatellut fotoluminesenssikuvausta laboratoriossa käytettävänä erikoistekniikana. Sitten ystäväni Will Hobbs teki sen autotallissaan tuotteella, jonka hän tilasi Internetistä, ja se oli miellyttävä yllätys. Ymmärsimme, että voimme soveltaa sitä. autotallissa oleva laite käytettäväksi todellisessa voimalaitoksessa."
Valokuva Kuva 2: National Renewable Energy Laboratoryn tutkijat Tim Silverman, Nicole Luna, Byron McDanold ja Josh Parker testaavat Platypus-järjestelmän prototyyppiä aurinkosähköjärjestelmässä Flatironsin kampuksella.
Mielenkiintoinen haaste tutkijoille oli, että heidän ensimmäisen täysimittaisen esittelynsä puolivälissä alkoi sataa lunta. Silvermanilla ja kollegoillaan ei ollut helppoa tapaa ajoittaa esittelyään uudelleen, joten heidän piti raivata lumi aurinkopaneeleista esityksen aikana. . Heidän proof-of-concept -prototyyppi osoittautui lumenkestäväksi.
"Todiste konseptista osoitti prototyyppien avulla, että teknologiamme oli toteutettavissa ja että kustannukset ja järjestelmän monimutkaisuus olivat kohtuullisia." Silverman sanoi: "Mutta tällä hetkellä se ei ole käyttäjäystävällinen työkalu jokapäiväiseen käyttöön. Tulevissa projekteissa toivomme voivamme tuottaa uuden version. Ihmiset voivat sitten käyttää Platypusta tarkistaakseen itse, jotta heidän ei tarvitse huolehtia onko voimalaitoksessa näkymättömiä ja näkymättömiä vahinkoja."
