Новая система визуализации выявляет дефекты солнечных панелей даже при ярком солнечном свете

Исследователи разработали и продемонстрировали новую систему, которая может обнаруживать дефекты кремниевых солнечных панелей при полном или частичном солнечном свете при любых погодных условиях. Поскольку существующие методы обнаружения дефектов не могут использоваться в условиях дневного света, новая система может значительно упростить поддержание оптимальной работы солнечных панелей.


Кремниевые солнечные панели, которые составляют около 90 процентов всех солнечных панелей в мире, часто имеют дефекты, возникающие во время их производства, обращения или установки. Эти дефекты могут значительно снизить эффективность солнечных панелей, поэтому важно, чтобы их обнаруживали быстро и легко.

В журнале издательства Optica Publishing Group Прикладная оптика, исследователи из Нанкинского университета науки и технологий в Китае описывают, как уникальное сочетание нового оборудования и программного обеспечения позволяет четко отображать и анализировать дефекты солнечных панелей даже при ярком свете.

«Сегодняшние системы обнаружения дефектов можно использовать только для обнаружения дефектов ночью или на модулях солнечных панелей, которые были удалены и перемещены внутрь или в затененную среду», – сказал Юншэн Цянь, возглавлявший исследовательскую группу. «Мы надеемся, что эту систему можно будет использовать, чтобы помочь инспекторам на фотоэлектрических электростанциях обнаруживать дефекты и выявлять их быстрее, чтобы эти системы могли производить электроэнергию на максимальном уровне».

Видя сквозь свет

В новой работе исследователи создали всепогодную систему съемки, которая работает в любых условиях освещения. Чтобы сделать дефекты видимыми, они разработали программное обеспечение, которое применяет модулированный электрический ток к солнечной панели, заставляя ее излучать свет, который очень быстро выключается и включается. Детектор InGaAs с очень высокой частотой кадров используется для получения последовательности изображений солнечных панелей при приложении электрического тока. Исследователи также добавили фильтр, который ограничивает обнаруживаемые длины волн до значений около 1150 нм, чтобы удалить с изображений часть паразитного солнечного света.

«Очень высокая скорость визуализации позволяет собрать больше изображений, чтобы можно было различить большее количество изменений между изображениями», – сказал Шэн Ву, первый автор статьи. «Ключевой разработкой стал новый алгоритм, который различает модулированные и немодулированные части последовательности изображений, а затем увеличивает эту разницу. Это позволяет четко отображать дефекты в солнечной панели при высокой освещенности».

Чтобы протестировать систему, исследователи применили ее к солнечным панелям как из монокристаллического кремния, так и из поликристаллического кремния. Результаты показали, что система может обнаруживать дефекты на кремниевых солнечных панелях с энергетической мощностью от 0 до 1300 Вт на квадратный метр, что соответствует условиям освещения от полной темноты до полного солнечного света.

В настоящее время исследователи работают над программным обеспечением, которое поможет уменьшить цифровой шум для дальнейшего улучшения качества изображения, чтобы детектор мог более точно регистрировать изменения изображения. Они также хотят узнать, можно ли применить искусственный интеллект к полученным изображениям для автоматического определения типов дефектов и дальнейшего упрощения процесса проверки.