चित्र 1: राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) के शोधकर्ता टिम सिल्वरमैन और निकोल लूना प्लैटिपस द्वारा उत्पन्न डेटा को देख रहे हैं, जो फ़्लैटिरन्स स्कूल डिस्ट्रिक्ट में एक फोटोवोल्टिक प्रणाली से जुड़ा हुआ है।
मानवता के सामने जलवायु परिवर्तन की बड़ी समस्या को हल करने में मदद के लिए, हमें टनों सौर ऊर्जा संयंत्र बनाने की आवश्यकता है। ये संयंत्र सस्ती, स्वच्छ बिजली का उत्पादन कर सकते हैं, लेकिन केवल तभी जब वे लंबी अवधि तक विश्वसनीय रूप से काम कर सकें।
यही कारण है कि अमेरिकी ऊर्जा विभाग के राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) के एक वरिष्ठ वैज्ञानिक टिम सिल्वरमैन और सहकर्मी प्लैटिपस प्रणाली के साथ मौजूदा सौर कोशिकाओं में समस्याओं का पता लगा रहे हैं, एक कैमरा प्रणाली जिसे ऑन-साइट अदृश्य, गुप्त समस्याओं का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। फोटोवोल्टिक मॉड्यूल.
प्लैटिपस प्रणाली फोटोलुमिनसेंस की छवि बनाती है, जो तब होता है जब प्रकाश को अवशोषित किया जाता है और लंबी तरंग दैर्ध्य पर पुन: उत्सर्जित किया जाता है। सौर सेल फोटोलुमिनसेंस प्रदर्शित करते हैं, और पुन: उत्सर्जित प्रकाश जितना मजबूत होगा, सौर सेल की गुणवत्ता उतनी ही बेहतर होगी।
"जब गंभीर ओलावृष्टि के कारण सौर सेल का अंदरूनी भाग फट जाता है, तो हम अपनी आँखों से दरारें नहीं देख पाते हैं।" सिल्वरमैन का वर्णन है, "लेकिन दरार दो नए इंटरफेस बनाती है जहां चार्ज वाहक इस तरह से पुनर्संयोजित होते हैं जिससे प्रकाश उत्पन्न नहीं होता है। नतीजतन, जब हम फोटोल्यूमिनेसेंस की तस्वीरें लेते हैं, तो वह क्षेत्र जहां दरार मौजूद होती है, आसपास की तुलना में अधिक गहरा दिखाई देता है क्षेत्र।"
फोटोल्यूमिनसेंट छवियां बनाना
फोटोल्यूमिनसेंट छवियां बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने सौर पैनलों पर मोनोक्रोमैटिक प्रकाश डाला और पुन: उत्सर्जित प्रकाश को इकट्ठा करने के लिए एक कैमरे का उपयोग किया। सूरज की रोशनी से बचने के लिए इस ऑपरेशन को रात में करना सबसे अच्छा है।
सिल्वरमैन कहते हैं, "फोटोल्यूमिनेसेंस की तीव्रता आपतित प्रकाश की तुलना में बहुत कम होती है, इसलिए हमें एक ऐसी प्रणाली डिजाइन करने की आवश्यकता थी जो बहुत अधिक प्रकाश उत्सर्जित कर सके और तरंग दैर्ध्य बदलाव के बाद वापस आने वाली छोटी मात्रा में प्रकाश एकत्र कर सके।"
इसमें कच्ची रोशनी को छवि में आने से रोकने के लिए शक्तिशाली एलईडी, संवेदनशील कैमरे और फिल्टर की आवश्यकता होती है। सिल्वरमैन कहते हैं, "लंबे समय तक, यह प्रयोगशाला में किया जाने वाला एक छोटे पैमाने का माप था। लेकिन सौभाग्य से, जैसा कि मुख्य उपकरणों को मिल गया है बेहतर और सस्ता, सौर कोशिकाओं की फोटोल्यूमिनेशन तीव्रता मजबूत हो गई है, जो आज हमें बड़े पैमाने पर और कम लागत पर ऐसा करने की अनुमति देती है।"
इस तथ्य के बावजूद कि अधिकांश सौर ऊर्जा संयंत्र अच्छी तरह से काम करते हैं, शोधकर्ताओं ने सौर पैनलों में अदृश्य दोषों का पता लगाने के लिए अपने प्लैटिपस उपकरण को डिजाइन किया।
सिल्वरमैन कहते हैं, "मैंने हमेशा फोटोल्यूमिनेसेंस इमेजिंग को लैब में इस्तेमाल की जाने वाली एक विशेष तकनीक के रूप में सोचा था। तब मेरे दोस्त विल हॉब्स ने इंटरनेट से ऑर्डर किए गए उत्पाद के साथ अपने गैरेज में ऐसा किया, और यह एक सुखद आश्चर्य था। हमें एहसास हुआ कि हम आवेदन कर सकते हैं वास्तविक बिजली संयंत्र में उपयोग के लिए गैराज में मौजूद उपकरण।"
फोटो चित्र 2: राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला के शोधकर्ता टिम सिल्वरमैन, निकोल लूना, बायरन मैकडैनॉल्ड और जोश पार्कर फ्लैटिरॉन परिसर में एक फोटोवोल्टिक प्रणाली में प्लैटिपस प्रणाली के प्रोटोटाइप का परीक्षण करते हैं।
शोधकर्ताओं के लिए एक दिलचस्प चुनौती यह थी कि उनके पहले पूर्ण पैमाने के प्रदर्शन के बीच में बर्फबारी शुरू हो गई। सिल्वरमैन और उनके सहयोगियों के पास अपने प्रदर्शन को पुनर्निर्धारित करने का कोई आसान तरीका नहीं था, इसलिए उन्हें प्रदर्शन के दौरान सौर पैनलों से बर्फ साफ करनी पड़ी। . उनका प्रूफ-ऑफ-कॉन्सेप्ट प्रोटोटाइप स्नो-प्रूफ साबित हुआ।
"प्रोटोटाइपिंग के माध्यम से अवधारणा का प्रमाण प्रदर्शित किया गया कि हमारी तकनीक व्यवहार्य थी और लागत और सिस्टम जटिलता उचित थी।" सिल्वरमैन ने कहा, "लेकिन फिलहाल यह रोजमर्रा के उपयोग के लिए उपयोगकर्ता के अनुकूल उपकरण नहीं है। भविष्य की परियोजनाओं में, हम एक नया संस्करण तैयार करने की उम्मीद करते हैं। लोग तब प्लैटिपस का उपयोग खुद की जांच करने के लिए कर सकते हैं ताकि उन्हें चिंता करने की ज़रूरत न हो क्या बिजली संयंत्र को अनदेखी और अदृश्य क्षति हुई है।"
