Запропоновано універсальний спосіб виявлення дефектів на сонячних панелях

Китайські вчені розробили та продемонстрували систему виявлення дефектів на кремнієвих сонячних панелях, здатну працювати в будь-яких погодних умовах. Унікальність проєкту в тому, що існує методи оцінки якості панелей не можуть застосовуватися в умовах денного світла. Близько 90% всіх сонячних панелей у світі виробляються на основі кремнію, проте вони часто мають дефекти, які виникають на етапах виробництва, установки або обслуговування. Ці дефекти істотно знижують і без того не дуже високу ефективність панелей, тому їх швидке і просте виявлення є важливим завданням.

Рішення запропонували вчені Нанкинского університету науки та технологій (КНР) – вони опублікували результати свого проєкту в науковому журналі Applied Optics. Система, що поєднує новітнє обладнання та програмні рішення, дозволяє чітко показувати дефекти сонячних панелей навіть при яскравому світлі, а також проводити їх аналіз. При роботі система пропускає через панель модульований електричний струм, змушуючи її випромінювати світло, який з високою частотою включається і відключається. Далі за допомогою високочастотного InGaAs-сенсора (на основі поєднання індію, галію і миш’яку) проводиться знімання послідовності зображень.

Для компенсації створюваних сонячним світлом шумів використовується фільтр, що обмежує виявлення довжинами хвиль близько 1150 нм (інфрачервоний діапазон). Сонячні панелі в умовах слабкого (зліва), середнього (в центрі) і сильного (праворуч) сонячного світла. У верхньому ряду зображення, отримані традиційними системами виявлення дефектів, в нижньому – знімки, отримані новою системою

«Дуже висока швидкість знімання дозволяє зібрати велику кількість зображень, щоб можна було розрізнити більше число змін в знімках. Основою розробки став новий алгоритм, що розрізняє модульовані та немодульований елементи в послідовності зображень, а потім збільшує різницю. Це дозволяє чітко виявляти дефекти сонячної панелі при високій освітленості», – пояснив роботу системи Шен Ву (Sheng Wu), один з авторів проєкту.

Для тестування системи вчені під’єднали її до сонячних панелей на основі монокристалічного і полікристалічного кремнію. За результатами випробування з’ясувалося, що система успішно виявляє дефекти на кремнієвих сонячних панелях в умовах випромінювання інтенсивністю від 0 до 1300 Вт/м², що відповідає висвітлення від повної темряви до яскравого сонячного світла.

В цей час автори проєкту працюють над удосконаленням ПО, завдяки якому можна буде зменшити вплив шуму, щоб отримувати більш точні зображення. У перспективі вони планують використовувати алгоритми штучного інтелекту для автоматичної ідентифікації типів дефектів і подальшого спрощення процесу перевірки.