Slika 1: Raziskovalca Nacionalnega laboratorija za obnovljivo energijo (NREL) Tim Silverman in Nicole Luna gledata podatke, ki jih je ustvaril PLatypus, ki je povezan s fotovoltaičnim sistemom v šolskem okrožju Flatirons.
Da bi pomagali rešiti velik problem podnebnih sprememb, s katerim se sooča človeštvo, moramo zgraditi na tone sončnih elektrarn. Te elektrarne lahko proizvajajo poceni, čisto elektriko, vendar le, če lahko dolgoročno zanesljivo delujejo.
Zato Tim Silverman, višji znanstvenik v Nacionalnem laboratoriju za obnovljivo energijo ameriškega ministrstva za energijo (NREL), in njegovi sodelavci odkrivajo težave v obstoječih sončnih celicah s sistemom Platypus, sistemom kamer, zasnovanim za odkrivanje nevidnih, prikritih težav na kraju samem. fotovoltaični moduli.
Sistem Platypus prikazuje fotoluminiscenco, ki nastane, ko se svetloba absorbira in ponovno oddaja pri daljši valovni dolžini. Sončne celice kažejo fotoluminiscenco in močnejša kot je ponovno oddana svetloba, boljša je kakovost sončne celice.
"Ko zaradi hude toče poči notranjost sončne celice, razpok ne vidimo z očmi." Silverman opisuje: "Toda razpoka ustvari dva nova vmesnika, kjer se nosilci naboja nagibajo k rekombinaciji na način, ki ne proizvaja svetlobe. Kot rezultat, ko posnamemo fotografije fotoluminiscence, je območje, kjer obstaja razpoka, videti temnejše od okolice območje."
Ustvarjanje fotoluminiscentnih slik
Da bi ustvarili fotoluminiscenčne slike, so raziskovalci osvetlili monokromatsko svetlobo na sončne celice in uporabili kamero za zbiranje ponovno oddane svetlobe. To operacijo je najbolje izvesti ponoči, da se izognete sončni svetlobi.
Silverman pravi: "Intenzivnost fotoluminiscence je veliko temnejša od vpadne svetlobe, zato smo morali oblikovati sistem, ki bi lahko oddajal veliko svetlobe in zbiral majhno količino svetlobe, ki se je vrnila po premiku valovne dolžine."
Potrebuje zmogljive LED diode, občutljive kamere in filtre, ki preprečujejo, da bi se surova svetloba pojavila na sliki. Silverman pravi: "Dolgo časa je bila to meritev majhnega obsega, ki so jo izvajali v laboratoriju. Toda na srečo so glavne naprave postale slabše. boljša in cenejša, intenzivnost fotoluminiscence sončnih celic je postala močnejša, kar nam omogoča, da to danes počnemo v velikem obsegu in z nizkimi stroški."
Kljub dejstvu, da večina sončnih elektrarn dobro deluje, so raziskovalci zasnovali svoje orodje PLAtypus za odkrivanje nevidnih napak na solarnih panelih.
Silverman pravi: "Vedno sem razmišljal o fotoluminiscenčnem slikanju kot o specializirani tehniki, ki se uporablja v laboratoriju. Potem je moj prijatelj Will Hobbs to naredil v svoji garaži z izdelkom, ki ga je naročil prek interneta, in bilo je prijetno presenečenje. Ugotovili smo, da lahko uporabimo napravo v garaži za uporabo v pravi elektrarni."
Fotografija Slika 2: Raziskovalci Nacionalnega laboratorija za obnovljivo energijo Tim Silverman, Nicole Luna, Byron McDanold in Josh Parker preizkušajo prototip sistema Platypus v fotovoltaičnem sistemu v kampusu Flatirons.
Zanimiv izziv za raziskovalce je bil, da je sredi njihove prve predstavitve v polnem obsegu začelo snežiti. Silverman in njegovi sodelavci niso imeli preprostega načina, da bi prestavili svojo demonstracijo, zato so morali očistiti sneg s sončnih kolektorjev, ko so demonstrirali . Njihov prototip za dokaz koncepta se je izkazal za odpornega na sneg.
"Dokaz koncepta je s prototipiranjem pokazal, da je naša tehnologija izvedljiva ter da so stroški in kompleksnost sistema razumni." Silverman je dejal: "Toda trenutno ni uporabniku prijazno orodje za vsakodnevno uporabo. V prihodnjih projektih upamo, da bomo izdelali novo različico. Ljudje lahko nato uporabljajo Platypus, da sami preverijo, tako da jim ni treba skrbeti, ali je na elektrarni nevidna in nevidna škoda."
