نظام تصوير جديد يكشف عن عيوب في الألواح الشمسية حتى في ضوء الشمس الساطع.
نهج جديد يمكن أن يبسط التفتيش والحفاظ على الألواح الشمسية تعمل بكفاءة.
طور الباحثون وأظهروا نظامًا جديدًا يمكنه اكتشاف العيوب في الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون في ضوء الشمس الكامل والجزئي تحت أي ظروف جوية. نظرًا لأنه لا يمكن استخدام طرق الكشف عن العيوب الحالية في ظروف النهار ، فقد يسهل النظام الجديد الحفاظ على عمل الألواح الشمسية على النحو الأمثل.
غالبًا ما تحتوي الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون ، والتي تشكل حوالي 90 في المائة من الألواح الشمسية في العالم ، على عيوب تحدث أثناء التصنيع أو المناولة أو التركيب. يمكن لهذه العيوب أن تقلل بشكل كبير من كفاءة الألواح الشمسية ، لذلك من المهم أن يتم اكتشافها بسرعة وسهولة.
استخدم الباحثون كاشف InGaAs بمعدل إطارات مرتفع للغاية للحصول على سلسلة من صور الألواح الشمسية عند تطبيق تيار كهربائي معدل. تسمح سرعة التصوير السريعة جدًا المتوفرة من هذا الكاشف بتمييز المزيد من التغييرات بين الصور في التسلسل. الائتمان: يون شنغ تشيان ، جامعة نانجينغ للعلوم والتكنولوجيا
في مجلة Optica Publishing Group البصريات التطبيقية، يصف باحثون من جامعة نانجينغ للعلوم والتكنولوجيا في الصين كيف أن مزيجًا فريدًا من الأجهزة والبرامج الجديدة يسمح بتصوير عيوب الألواح الشمسية وتحليلها بوضوح حتى في الضوء الساطع.
قال يون شنغ تشيان ، الذي قاد فريق البحث: "لا يمكن استخدام أنظمة الكشف عن العيوب اليوم إلا في اكتشاف العيوب في الليل أو في وحدات الألواح الشمسية التي تمت إزالتها ونقلها داخل أو في بيئة مظللة". "نأمل أن يتم استخدام هذا النظام لمساعدة المفتشين في محطات الطاقة الكهروضوئية على تحديد العيوب وتحديدها بسرعة أكبر ، حتى تتمكن هذه الأنظمة من إنتاج الكهرباء بأقصى مستوياتها".
الرؤية من خلال الضوء
في العمل الجديد ، ابتكر الباحثون نظام تصوير لجميع الأحوال الجوية يعمل في أي ظروف إضاءة. لإظهار العيوب ، طوروا برنامجًا يطبق تيارًا كهربائيًا معدلًا على لوحة شمسية ، مما يتسبب في انبعاث الضوء الذي ينطفئ ويعمل بسرعة كبيرة. يستخدم كاشف InGaAs بمعدل إطارات مرتفع جدًا للحصول على سلسلة من صور الألواح الشمسية عند تطبيق التيار الكهربائي. أضاف الباحثون أيضًا مرشحًا يحد من الأطوال الموجية المكتشفة إلى تلك التي تقع حول 1150 نانومتر لإزالة بعض ضوء الشمس الشارد من الصور.
طور الباحثون نظامًا جديدًا يمكنه اكتشاف العيوب في الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون في ضوء الشمس الكامل والجزئي. تظهر الصور التي تم الحصول عليها تحت إشعاع ضوء الشمس المنخفض (الأيسر) والمتوسط (المتوسط) والعالي (الأيمن). تم الحصول على الصف العلوي (أ ، ب ، ج) باستخدام نظام تقليدي لا يعمل في ضوء الشمس ، والصف السفلي (د ، هـ ، و) مع النظام الجديد وخوارزمية عرض الخلل. الائتمان: يون شنغ تشيان ، جامعة نانجينغ للعلوم والتكنولوجيا
قال شنغ وو ، المؤلف الأول للورقة: "تسمح سرعة التصوير السريعة جدًا بجمع المزيد من الصور بحيث يمكن التمييز بين عدد أكبر من التغييرات بين الصور". "كان التطور الأساسي عبارة عن خوارزمية جديدة تميز الأجزاء المعدلة وغير المعدلة من تسلسل الصورة ثم تضخم هذا الاختلاف. وهذا يسمح بتصوير عيوب الألواح الشمسية بوضوح تحت إشعاع عالٍ ".
لاختبار النظام ، قام الباحثون بتطبيقه على كل من الألواح الشمسية أحادية البلورية والسيليكون متعدد الكريستالات. أظهرت النتائج أن النظام يمكنه اكتشاف العيوب في الألواح الشمسية القائمة على السيليكون بإشعاعات تتراوح من 0 إلى 1300 واط لكل متر مربع ، وهو ما يعادل ظروف الإضاءة التي تتراوح من الظلام الكامل إلى ضوء الشمس الكامل.
يعمل الباحثون الآن على برنامج للمساعدة في تقليل التشويش الرقمي لزيادة تحسين جودة الصورة ، بحيث يمكن للكاشف جمع تغييرات الصورة بشكل أكثر دقة. يريدون أيضًا معرفة ما إذا كان يمكن تطبيق الذكاء الاصطناعي على الصور المكتسبة لتحديد أنواع العيوب تلقائيًا وزيادة تبسيط عملية الفحص.
المرجع: "نظام الكشف عن العيوب لألواح السليكون الشمسية تحت إشعاع طوال اليوم" بقلم شينج وو ، ييجون زانج ، يون شنغ كيان ، ييزينج لانج ، مينجي يانج ، موهان صن ، 27 سبتمبر 2021 ، البصريات التطبيقية.
DOI: 10.1364 / AO.435456
