Gambar 1: Peneliti National Renewable Energy Laboratory (NREL) Tim Silverman dan Nicole Luna melihat data yang dihasilkan oleh PLatypus, yang terhubung dengan sistem fotovoltaik di Flatirons School District.
Untuk membantu memecahkan masalah besar perubahan iklim yang dihadapi umat manusia, kita perlu membangun berton-ton pembangkit listrik tenaga surya. Pembangkit listrik ini dapat menghasilkan listrik yang murah dan bersih, namun hanya jika mereka dapat beroperasi dengan andal dalam jangka panjang.
Itu sebabnya Tim Silverman, ilmuwan senior di Laboratorium Energi Terbarukan Nasional (NREL) Departemen Energi AS, dan rekannya mendeteksi masalah pada sel surya yang ada dengan sistem Platypus, sebuah sistem kamera yang dirancang untuk mendeteksi masalah yang tidak terlihat dan tersembunyi di lokasi. modul fotovoltaik.
Sistem Platipus menggambarkan fotoluminesensi, yang terjadi ketika cahaya diserap dan dipancarkan kembali pada panjang gelombang yang lebih panjang. Sel surya menunjukkan fotoluminesensi, dan semakin kuat cahaya yang dipancarkan kembali, semakin baik kualitas sel surya tersebut.
“Ketika bagian dalam sel surya pecah karena cuaca hujan es yang parah, kita tidak dapat melihat retakan tersebut dengan mata kita.” Silverman menjelaskan, "Tetapi retakan tersebut menciptakan dua antarmuka baru di mana pembawa muatan cenderung bergabung kembali dengan cara yang tidak menghasilkan cahaya. Akibatnya, ketika kita mengambil foto fotoluminesensi, area di mana retakan tersebut berada tampak lebih gelap daripada area sekitarnya. daerah."
Membuat gambar fotoluminesen
Untuk membuat gambar photoluminescent, para peneliti menyorotkan cahaya monokromatik ke panel surya dan menggunakan kamera untuk mengumpulkan cahaya yang dipancarkan kembali. Cara terbaik adalah melakukan operasi ini pada malam hari untuk menghindari sinar matahari.
Silverman mengatakan, "Intensitas fotoluminesensi jauh lebih redup daripada cahaya yang datang, jadi kami perlu merancang sistem yang dapat memancarkan banyak cahaya dan mengumpulkan sejumlah kecil cahaya yang dikembalikan setelah pergeseran panjang gelombang."
Hal ini memerlukan LED yang kuat, kamera sensitif, dan filter untuk mencegah cahaya mentah muncul dalam gambar. Silverman mengatakan, "Untuk waktu yang lama, ini adalah pengukuran skala kecil yang dilakukan di laboratorium. Namun untungnya, perangkat utama telah mendapatkan lebih baik dan lebih murah, intensitas fotoluminesensi sel surya menjadi lebih kuat, yang memungkinkan kita melakukan hal ini saat ini dalam skala besar dan dengan biaya rendah."
Terlepas dari kenyataan bahwa sebagian besar pembangkit listrik tenaga surya bekerja dengan baik, para peneliti merancang alat PLatypus mereka untuk mendeteksi kesalahan yang tidak terlihat pada panel surya.
Silverman berkata, "Saya selalu menganggap pencitraan fotoluminesensi sebagai teknik khusus yang digunakan di laboratorium. Kemudian teman saya Will Hobbs melakukannya di garasinya dengan produk yang dia pesan dari Internet, dan itu adalah kejutan yang menyenangkan. Kami menyadari bahwa kami dapat menerapkannya perangkat di garasi untuk digunakan di pembangkit listrik sungguhan."
Foto Gambar 2: Peneliti Laboratorium Energi Terbarukan Nasional Tim Silverman, Nicole Luna, Byron McDanold, dan Josh Parker menguji prototipe sistem Platypus dalam sistem fotovoltaik di kampus Flatirons.
Tantangan yang menarik bagi para peneliti adalah di tengah-tengah demonstrasi skala penuh pertama mereka, salju mulai turun. Silverman dan rekannya tidak memiliki cara yang mudah untuk menjadwal ulang demonstrasi mereka, jadi mereka harus membersihkan salju dari panel surya saat mereka mendemonstrasikannya. . Prototipe pembuktian konsep mereka terbukti tahan salju.
“Bukti konsep ditunjukkan melalui pembuatan prototipe bahwa teknologi kami layak dan biaya serta kompleksitas sistemnya masuk akal.” Silverman berkata, "Tetapi saat ini alat ini belum mudah digunakan untuk penggunaan sehari-hari. Di proyek mendatang, kami berharap dapat menghasilkan versi baru. Orang-orang kemudian dapat menggunakan Platypus untuk memeriksanya sendiri sehingga mereka tidak perlu khawatir tentang apakah ada kerusakan yang tidak terlihat dan tidak terlihat pada pembangkit listrik."
