I ricercatori hanno sviluppato e dimostrato un nuovo sistema in grado di rilevare i difetti nei pannelli solari in silicio in piena e parziale luce solare in qualsiasi condizione atmosferica. Poiché gli attuali metodi di rilevamento dei difetti non possono essere utilizzati in condizioni di luce diurna, il nuovo sistema potrebbe rendere molto più semplice il funzionamento ottimale dei pannelli solari.

Pannelli solari al silicio, che costituiscono circa il 90% dei pannelli solari del mondo, hanno spesso difetti che si verificano durante la loro fabbricazione, manipolazione o installazione. Questi difetti possono ridurre notevolmente l'efficienza dei pannelli solari, quindi è importante che vengano rilevati rapidamente e facilmente.

Sulla rivista Optica Publishing Group Ottica applicata , i ricercatori della Nanjing University of Science and Technology in Cina descrivono come una combinazione unica di nuovo hardware e software consente di visualizzare chiaramente e analizzare i difetti nei pannelli solari anche in piena luce.

"Gli odierni sistemi di rilevamento dei difetti possono essere utilizzati solo per trovare difetti di notte o sui moduli del pannello solare che sono stati rimossi e spostati all'interno o in un ambiente ombreggiato, " disse Yunsheng Qian, che ha guidato il gruppo di ricerca. "Ci auguriamo che questo sistema possa essere utilizzato per aiutare gli ispettori delle centrali fotovoltaiche a individuare i difetti e a identificarli più rapidamente, in modo che questi sistemi possano produrre elettricità ai massimi livelli."

Vedere attraverso la luce

Nel nuovo lavoro, i ricercatori hanno creato un sistema di imaging per tutte le stagioni che funziona in qualsiasi condizione di illuminazione. Per rendere visibili i difetti, hanno sviluppato un software che applica una corrente elettrica modulata a un pannello solare, che fa sì che emetta una luce che si spegne e si accende molto rapidamente. Un rilevatore InGaAs con un frame rate molto elevato viene utilizzato per acquisire una sequenza di immagini dei pannelli solari mentre viene applicata la corrente elettrica. I ricercatori hanno anche aggiunto un filtro che limita le lunghezze d'onda rilevate a quelle intorno ai 1150 nm per rimuovere parte della luce solare vagante dalle immagini.

"La velocità di imaging molto elevata consente di raccogliere più immagini in modo da poter distinguere un numero maggiore di modifiche tra le immagini, " disse Sheng Wu, primo autore del saggio. "Lo sviluppo chiave è stato un nuovo algoritmo che distingue le parti modulate e non modulate della sequenza di immagini e quindi ingrandisce questa differenza. Ciò consente di visualizzare chiaramente i difetti nel pannello solare in condizioni di elevata irradiazione".

Per testare il sistema, i ricercatori lo hanno applicato sia al silicio monocristallino che ai pannelli solari in silicio policristallino. I risultati hanno mostrato che il sistema è in grado di rilevare difetti su pannelli solari a base di silicio con irradiazioni da 0 a 1300 watt per metro quadrato, che equivale a condizioni di luce che vanno dalla completa oscurità alla piena luce solare.

I ricercatori stanno ora lavorando su un software per ridurre il rumore digitale e migliorare ulteriormente la qualità dell'immagine, in modo che il rilevatore possa raccogliere le modifiche dell'immagine in modo più accurato. Vogliono anche vedere se l'intelligenza artificiale potrebbe essere applicata alle immagini acquisite per identificare automaticamente i tipi di difetti e semplificare ulteriormente il processo di ispezione.