Come ispezionare i pannelli fotovoltaici

I pannelli solari sono sistemi fotovoltaici. Catturano l’energia del sole e la trasformano in elettricità. Ogni pannello utilizza moduli solari. Ogni modulo è costituito da celle solari, che generano energia elettrica. Un sistema solare fotovoltaico è solitamente montato su un tetto o sul terreno. Il modo in cui è montato può essere fisso o flessibile, a seconda che si desideri utilizzare un inseguitore solare per seguire il sole nel cielo e inclinare l’angolo del pannello di conseguenza. Come ci si potrebbe aspettare, ogni componente del sistema deve essere in buone condizioni di funzionamento per generare la massima energia possibile.

Le tre grandi categorie di guasto per i pannelli fotovoltaici

Come qualsiasi prodotto fisico, i problemi relativi ai moduli solari potrebbero essere classificati, fondamentalmente, in 3 diverse categorie:

Guasto infantile (fino a 2 anni dopo l’installazione)

La mortalità infantile si verifica all’inizio della vita lavorativa di un modulo fotovoltaico. I moduli FV difettosi si guastano rapidamente e incidono notevolmente sui costi del produttore del modulo e dell’installatore perché sono responsabili di questi guasti. Dall’esperienza raccolta, i guasti osservati sono il guasto della scatola di giunzione, la rottura del vetro, l’interconnessione delle celle difettosa, il telaio allentato e la delaminazione.

Guasto di mezza età (fino a 11-12 anni di funzionamento)

Si prevede che una media del due percento dei moduli FV si guasterà dopo circa 11-12 anni di funzionamento. Esempi di problemi includono guasti alla scatola di giunzione e ai cavi, segni di bruciatura sulle celle e guasti dell’incapsulante.

Guasto per usura (da 13 anni di funzionamento)

I guasti di usura si verificano alla fine della vita utile dei moduli FV. Determinano la durata massima di un modulo FV. La vita utile di un modulo FV termina se si verifica un problema di sicurezza o se la potenza del modulo FV scende al di sotto di un certo livello, che è tipicamente definito tra l’80% e il 70% della potenza nominale iniziale. I guasti riscontrati qui sono la delaminazione, l’isolamento delle parti cellulari dovuto a crepe cellulari e lo scolorimento del laminato.

Dopo aver descritto le diverse categorie, vorrei andare per un secondo sul concetto di guasto sotto la protezione della garanzia del produttore. Da un lato, i difetti dovuti a forte carico di neve (in climi temperati) sono considerati guasti ai moduli poiché alcuni moduli sono specificati per carichi di neve pesante e, dall’altro, lo sporco dei moduli, che potrebbe essere causato da aria inquinata o polvere depositata è non considerato come un guasto del modulo FV.

Come funzionano le ispezioni solari con i droni

L’ispezione dei pannelli solari può essere eseguita nel modo più semplice o più difficile. Le squadre di manutenzione possono ispezionare manualmente i pannelli o essere distribuiti in aree problematiche. In un parco solare industriale, è ovvio che questo è un compito enorme. Camminare in una vasta area con una videocamera portatile è un compito lungo e noioso. Possono essere necessari giorni alle squadre per completare una scansione completa.

Con i pannelli sul tetto, le restrizioni di spazio possono rendere difficile per le squadre di raccogliere dati ravvicinati direttamente dall’alto. Camminare lungo il perimetro e scansionare i pannelli ad angolo rende più difficile rilevare le anomalie e aumenta la possibilità che i riflessi distorcano i risultati di un’ispezione. Quindi il modo migliore per ispezionare i parchi solari è dall’alto.

I droni possono essere utilizzati sia con telecamere termiche che con telecamere RGB (luce visibile), rilevando detriti con quest’ultima e problemi tecnici con la prima. È importante tenere presente che entrambi i tipi di imaging hanno un ruolo da svolgere nel mantenere i parchi solari fotovoltaici funzionanti in modo ottimale, ma possono essere utili anche per ispezionare gli impianti su tetto.

Fotocamere standard o termografia?

Le immagini RGB possono segnalare rapidamente problemi comuni, dalla nidificazione di uccelli e fango ai detriti dopo una tempesta. Guardare gli stessi punti attraverso una lente termica potrebbe portare a falsi positivi di guasti elettrici, quando in realtà una pulizia è tutto ciò che serve.

Detto questo, ci sono problemi che sono meglio rilevati tramite un’ispezione termica, inclusi guasti del modulo, problemi di cablaggio e guasti ai fusibili. In generale, una combinazione di RGB e termico combina efficacemente dati qualitativi e quantitativi.

Un drone con una termocamera può raccogliere dati radiometrici per valutare l’impatto di qualsiasi difetto e quantificare quanto sia significativo un problema. I dati RGB sono più utili per determinare la natura del problema per informare meglio i passaggi successivi.

Uso di droni vs. ispezione manuale con termocamera portatile

Le ispezioni dei pannelli solari con i droni sono già comuni, ma la stragrande maggioranza viene ancora eseguita manualmente, utilizzando termocamere portatili. Una termocamera può aiutare a identificare difetti di fabbricazione, crepe, connettori difettosi, diodi di bypass difettosi e ombreggiature temporanee.

Le ispezioni manuali vanno bene, ma questo processo non è efficiente come potrebbe essere. Vola in avanti con il drone, che fornisce un’acquisizione dei dati più rapida e accurata e aiuta a migliorare la sicurezza. In poche parole, ecco alcuni dei modi in cui i droni sono un metodo di ispezione superiore rispetto alle tecniche tradizionali / portatili:

  • Aumenta l’efficienza: i droni raccolgono dati oltre 50 volte più velocemente rispetto ai metodi manuali. Le fattorie solari sono in genere installazioni molto grandi, quindi un drone dotato di una termocamera appropriata può scansionare il sito alla ricerca di difetti molto più velocemente rispetto all’utilizzo di una termocamera a terra.
  • Ottieni informazioni migliori su quantità e qualità: identifica in modo efficiente i problemi che i processi manuali potrebbero perdere.
  • Evita orari di lavoro pericolosi: conduci sondaggi e ispezioni senza essere esposto a potenziali pericoli.
  • Riduzione dei costi: non solo per l’ispezione, ma anche per la manutenzione, le attrezzature e potenziali arresti.
  • Archivia, traccia e distribuisci i dati: gestisci i dati con un portale sicuro e rapporti convenienti.

Quando si tratta di aumentare l’efficienza e migliorare l’acquisizione dei dati, i droni hanno grandi vantaggi. Ad esempio, grazie ai sofisticati carichi utili che possono trasportare, i droni consentono agli ispettori dei pannelli solari di ottenere dati sia termici che RGB (luce visibile). E mentre la termografia è fondamentale per le ispezioni dei pannelli solari, l’immagine RGB è essenziale per fornire un quadro completo di ciò che sta accadendo sul tuo sito.

I set di dati termici e RGB sono importanti anche quando si tratta di analisi quantitativa e qualitativa, entrambe essenziali per comprendere i difetti dei pannelli solari. In termini di analisi quantitativa, ciò si riferisce ai dati di temperatura da ogni pixel sul sensore termico. Questi sono noti come dati radiometrici e possono essere utilizzati per valutare l’impatto del difetto.

Ciò è completamente diverso dall’analisi qualitativa. Si riferisce ai dati acquisiti dal sensore RGB, nonché ai dati termici post-analizzati. Ci dice quale tipo di problema hai. Non dirà l’impatto del problema – lo ricaviamo dall’analisi quantitativa – ma ci dirà se c’è un problema elettrico o più di un problema di ombreggiatura / sporcizia.