新イメージングシステム､明るい陽光下でもソーラパネル欠陥を明らかに

October, 12, 2021, Washington--南京理工大学(NJUST)の研究チームは､どんな気象条件でも､完全および部分的日光でSiソーラパネルの欠陥を検出できる新システムを開発､実証した｡現在の欠陥検出法は、昼光条件では使用できないので､新システムは、ソーラパネルの最適動作の維持が遙かに容易になる｡

シリコンソーラパネルは､世界のソーラパネルの約90%を占め､製造､取扱､インストレーション中に起こる欠陥がある｡これらの欠陥は､ソワーラパネルの効率を大幅に低下させるので､迅速かつ簡単に欠陥を検出することが重要である｡

Applied Opticsで､中国南京理工大学の研究チームは､新しいハードウエアとソフトウエアの独自の組合せにより､ソーラパネルの欠陥が陽光下でも鮮明にイメージング､分析できることを示した｡

｢今日の欠陥検出システムが欠陥検出に使えるのは夜か､ソーラパネルを取り出し日陰に移動した時にのみである｣と研究チームのYunsheng Qianは説明している｡｢このシステムが､PV発電所で欠陥を発見し､迅速に特定するために役立つように使われることを期待している｡これらのシステムが､最大レベルで発電できるようにするためである｣｡

新しい研究では､チームはいかなる陽光条件でも機能する全天候イメージングシステムを開発した｡欠陥が見えるようにするためにチームは､ソーラパネルに変調電流を適用するソフトウエアを開発した｡これにより､素早くON/OFFする光を発光させる｡非常に高いフレームレートのInGaAsディテクタを使い､電流を印可し､ソーラパネルの連続画像を撮る｡チームは､検出される波長を1150nmに限定し､画像から太陽の迷光の一部を除去する｡

｢高速イメージングにより､より多くの画像間の区別できるように収集する画像が増える｡重要な開発は､連続画像の変調と非変調部分を区別し､この差を拡大するアルゴリズムだった｡これにより、高照射照度でもソーラパネルの欠陥が鮮明に撮像できる｣と論文の筆頭著者､Shen Wuは説明している｡

そのシステムをテストするためにチームは､それを単結晶シリコンと多結晶シリコンの両方のソーラパネルに適用した｡結果から､同システムは､0～1300W/㎡照射でシリコンベースソーラパネルの欠陥を検出できることが分かった｡これは､完全な暗黒から完全陽光の範囲の光条件に等しい｡

研究チームは､現在､ソフトウエアがデジタル雑音の低減に役立ち､画像品質のさらなる改善に寄与するように取り組んでいる｡狙いは､ディテクタが､画像の変化をより正確に収集できることである｡また､取得画像が自動的に欠陥タイプを特定し､検査プロセスを簡素化するために人工知能の適用を検討する｡