Китайские учёные предложили универсальный способ обнаружения дефектов на солнечных панелях

Китайские учёные разработали и продемонстрировали систему обнаружения дефектов на кремниевых солнечных панелях, способную работать в любых погодных условиях. Уникальность проекта в том, что существующие методы оценки качества панелей не могут применяться в условиях дневного света.

Около 90 % всех солнечных панелей в мире производятся на основе кремния, однако они часто имеют дефекты, которые возникают на этапах производства, установки или обслуживания. Эти дефекты существенно снижают и без того не очень высокую эффективность панелей, поэтому их быстрое и простое обнаружение является важной задачей.

Решение предложили учёные Нанкинского университета науки и технологий (КНР) — они опубликовали результаты своего проекта в научном журнале Applied Optics. Система, сочетающая новейшее оборудование и программные решения, позволяет чётко отображать дефекты солнечных панелей даже при ярком свете, а также производить их анализ.

При работе система пропускает через панель модулированный электрический ток, заставляя её излучать свет, который с высокой частотой включается и отключается. Далее при помощи высокочастотного InGaAs-сенсора (на основе соединения индия, галлия и мышьяка) производится съёмка последовательности изображений. Для компенсации создаваемых солнечным светом шумов используется фильтр, ограничивающий обнаружение длинами волн около 1150 нм (инфракрасный диапазон).

Солнечные панели в условиях слабого (слева), среднего (в центре) и сильного (справа) солнечного света. В верхнем ряду изображения, полученные традиционными системами обнаружения дефектов, в нижнем — снимки, полученные новой системой

«Очень высокая скорость съёмки позволяет собрать большое число изображений, чтобы можно было различить большее число изменений в снимках. Основой разработки стал новый алгоритм, различающий модулированные и немодулированные элементы в последовательности изображений, а затем увеличивающий разницу. Это позволяет чётко выявлять дефекты солнечной панели при высокой освещённости», — объяснил работу системы Шэн Ву (Sheng Wu), один из авторов проекта.

Для тестирования системы учёные подключили её к солнечным панелям на основе монокристаллического и поликристаллического кремния. По результатам испытания выяснилось, что система успешно обнаруживает дефекты на кремниевых солнечных панелях в условиях излучения интенсивностью от 0 до 1300 Вт/м², что соответствует освещению от полной темноты до яркого солнечного света.

В настоящее время авторы проекта работают над усовершенствованием ПО, благодаря которому можно будет уменьшить воздействие шума, чтобы получать более точные изображения. В перспективе они планируют использовать алгоритмы искусственного интеллекта для автоматической идентификации типов дефектов и дальнейшего упрощения процесса проверки.