Abbildung 1: Die Forscher Tim Silverman und Nicole Luna vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) untersuchen die von PLatypus generierten Daten, die mit einer Photovoltaikanlage im Flatirons School District verbunden sind.
Um zur Lösung des riesigen Problems des Klimawandels beizutragen, mit dem die Menschheit konfrontiert ist, müssen wir Tonnen von Solarkraftwerken bauen. Diese Anlagen können günstigen und sauberen Strom produzieren, allerdings nur, wenn sie langfristig zuverlässig funktionieren.
Aus diesem Grund entdecken Tim Silverman, ein leitender Wissenschaftler am National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums, und Kollegen Probleme in vorhandenen Solarzellen mit dem Platypus-System, einem Kamerasystem, das unsichtbare, heimliche Probleme vor Ort erkennen soll Photovoltaikmodule.
Das Platypus-System bildet Photolumineszenz ab, die auftritt, wenn Licht bei einer längeren Wellenlänge absorbiert und wieder emittiert wird. Solarzellen weisen Photolumineszenz auf und je stärker das reemittierte Licht ist, desto besser ist die Qualität der Solarzelle.
„Wenn das Innere einer Solarzelle aufgrund von starkem Hagel bricht, können wir die Risse mit unseren Augen nicht sehen.“ Silverman beschreibt: „Aber der Riss schafft zwei neue Grenzflächen, an denen Ladungsträger dazu neigen, auf eine Weise zu rekombinieren, die kein Licht erzeugt. Wenn wir also Photolumineszenzfotos machen, erscheint der Bereich, in dem der Riss vorhanden ist, dunkler als die Umgebung.“ Bereich."
Erstellen von photolumineszierenden Bildern
Um die photolumineszierenden Bilder zu erstellen, richteten die Forscher monochromatisches Licht auf die Solarpaneele und sammelten das wieder emittierte Licht mit einer Kamera. Führen Sie diesen Vorgang am besten nachts durch, um Sonnenlicht zu vermeiden.
Silverman sagt: „Die Intensität der Photolumineszenz ist viel geringer als die des einfallenden Lichts, daher mussten wir ein System entwerfen, das viel Licht emittieren und die kleine Lichtmenge sammeln kann, die nach der Wellenlängenverschiebung zurückgegeben wird.“
Es erfordert leistungsstarke LEDs, empfindliche Kameras und Filter, um zu verhindern, dass das Rohlicht im Bild erscheint. Silverman sagt: „Lange Zeit war dies eine Messung im kleinen Maßstab, die im Labor durchgeführt wurde. Aber glücklicherweise, wie die Hauptgeräte inzwischen sind.“ „Besser und billiger, die Photolumineszenzintensität von Solarzellen ist stärker geworden, was es uns heute ermöglicht, dies in großem Maßstab und zu geringen Kosten zu tun.“
Obwohl die meisten Solarkraftwerke gut funktionieren, haben die Forscher ihr PLatypus-Tool so konzipiert, dass es unsichtbare Fehler in Solarmodulen erkennt.
Silverman sagt: „Ich habe mir die Photolumineszenz-Bildgebung immer als eine spezielle Technik vorgestellt, die im Labor verwendet wird. Dann hat mein Freund Will Hobbs es in seiner Garage mit einem Produkt gemacht, das er im Internet bestellt hatte, und es war eine angenehme Überraschung. Uns wurde klar, dass wir uns bewerben konnten.“ das Gerät in der Garage für den Einsatz in einem echten Kraftwerk.“
Foto Abbildung 2: Die Forscher Tim Silverman, Nicole Luna, Byron McDanold und Josh Parker des National Renewable Energy Laboratory testen einen Prototyp des Platypus-Systems in einer Photovoltaikanlage auf dem Flatirons-Campus.
Eine interessante Herausforderung für die Forscher bestand darin, dass es mitten in ihrer ersten groß angelegten Demonstration zu schneien begann. Silverman und Kollegen hatten keine einfache Möglichkeit, ihre Demonstration zu verschieben, also mussten sie während der Demonstration den Schnee von den Solarpaneelen räumen . Ihr Proof-of-Concept-Prototyp erwies sich als schneesicher.
„Der Proof of Concept zeigte durch Prototyping, dass unsere Technologie realisierbar und die Kosten und die Systemkomplexität angemessen waren.“ Silverman sagte: „Aber im Moment ist es kein benutzerfreundliches Werkzeug für den täglichen Gebrauch. In zukünftigen Projekten hoffen wir, eine neue Version zu produzieren. Die Leute können dann Platypus verwenden, um es selbst zu überprüfen, sodass sie sich keine Sorgen machen müssen.“ ob es unsichtbare und unsichtbare Schäden am Kraftwerk gibt.“
