1 paveikslas: Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) mokslininkai Timas Silvermanas ir Nicole Luna žiūri į duomenis, kuriuos generuoja PLatypus, susietas su fotovoltine sistema Flatirons mokyklos rajone.
Norėdami padėti išspręsti didžiulę klimato kaitos problemą, su kuria susiduria žmonija, turime pastatyti daugybę saulės elektrinių. Šios gamyklos gali gaminti pigią, švarią elektros energiją, tačiau tik tuo atveju, jei jos gali veikti patikimai ilgą laiką.
Štai kodėl Timas Silvermanas, JAV Energetikos departamento Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) vyresnysis mokslininkas, su kolegomis aptinka esamų saulės elementų problemas su Platypus sistema – kamerų sistema, skirta aptikti nematomas, slaptas problemas vietoje. fotovoltiniai moduliai.
Platypus sistema vaizduoja fotoliuminescenciją, kuri atsiranda, kai šviesa sugeriama ir vėl išspinduliuojama esant ilgesniam bangos ilgiui. Saulės elementai pasižymi fotoliuminescencija ir kuo stipresnė pakartotinai skleidžiama šviesa, tuo geresnė saulės elemento kokybė.
„Kai saulės elemento vidus plyšta dėl atšiaurių orų krušos, įtrūkimų akimis nematome. Silvermanas aprašo: "Tačiau įtrūkimas sukuria dvi naujas sąsajas, kuriose krūvininkai yra linkę rekombinuoti taip, kad negautų šviesos. Dėl to, kai fotografuojame fotoliuminescenciją, vieta, kurioje yra įtrūkimas, atrodo tamsesnė nei aplinka. plotas“.
Fotoliuminescencinių vaizdų kūrimas
Norėdami sukurti fotoliuminescencinius vaizdus, tyrėjai apšvietė monochromatinę šviesą ant saulės kolektorių ir panaudojo fotoaparatą pakartotinai skleidžiamai šviesai surinkti. Šią operaciją geriausia atlikti naktį, kad išvengtumėte saulės spindulių.
Silvermanas sako: „Fotoliuminescencijos intensyvumas yra daug silpnesnis nei krintančios šviesos, todėl mums reikėjo sukurti sistemą, kuri galėtų skleisti daug šviesos ir surinkti nedidelį šviesos kiekį, kuris buvo grąžintas po bangos ilgio poslinkio“.
Tam reikalingi galingi šviesos diodai, jautrios kameros ir filtrai, kad vaizde nepasirodytų neapdorota šviesa. Silvermanas sako: „Ilgą laiką tai buvo nedidelio masto matavimai, atliekami laboratorijoje. Tačiau, laimei, pagrindiniai įrenginiai tapo geriau ir pigiau, saulės elementų fotoliuminescencijos intensyvumas sustiprėjo, todėl šiandien galime tai padaryti dideliu mastu ir mažomis sąnaudomis.
Nepaisant to, kad dauguma saulės elektrinių veikia gerai, mokslininkai sukūrė savo „PLatypus“ įrankį, skirtą aptikti nematomus saulės kolektorių gedimus.
Silvermanas sako: "Aš visada galvojau apie fotoliuminescencinį vaizdą kaip apie specializuotą techniką, naudojamą laboratorijoje. Tada mano draugas Willas Hobbsas tai padarė savo garaže su produktu, kurį užsisakė iš interneto, ir tai buvo maloni staigmena. Supratome, kad galime taikyti. prietaisą garaže naudoti tikroje elektrinėje“.
2 paveikslas: Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos mokslininkai Timas Silvermanas, Nicole Luna, Byronas McDanoldas ir Joshas Parkeris išbando Platypus sistemos prototipą fotovoltinėje sistemoje Flatirons miestelyje.
Įdomus iššūkis tyrėjams buvo tai, kad įpusėjus pirmajai pilno masto demonstracijai pradėjo snigti. Silvermanas ir jo kolegos neturėjo lengvo būdo suplanuoti demonstravimo laiką, todėl demonstruodami turėjo išvalyti sniegą nuo saulės kolektorių. . Jų koncepcijos įrodymo prototipas pasirodė esąs atsparus sniegui.
„Prototipų kūrimo koncepcijos įrodymas parodė, kad mūsų technologija buvo įgyvendinama ir kad kaina bei sistemos sudėtingumas yra pagrįsti. Silvermanas sakė: "Tačiau šiuo metu tai nėra patogus įrankis kasdieniam naudojimui. Būsimuose projektuose tikimės sukurti naują versiją. Tada žmonės gali naudoti Platypus, kad galėtų patys patikrinti, kad jiems nereikėtų jaudintis ar nėra nematomos ir nematomos elektrinės žalos“.
