DiSS – Diagnostics for Solar Systems

Software per la diagnosi automatizzata di moduli fotovoltaici basata su immagini all’infrarosso

È ben noto che i moduli fotovoltaici hanno una bassa efficienza. Essa, infatti, va dall’8% al 18%, a seconda del materiale utilizzato (a base di silicio, film sottile, ecc.), e quindi, la sua diminuzione (anche di pochi punti percentuali) influenza fortemente l’efficienza complessiva dell’intero impianto.
È noto anche che “quasi” sempre l’efficienza è in relazione inversa con la temperatura della cella, quindi una sovra-temperatura ne provoca una diminuzione. Inoltre, poiché le celle di un modulo fotovoltaico sono collegate in serie, il malfunzionamento di una ha ripercussioni sulle prestazioni dell’intero modulo fotovoltaico. Ma quali sono le cause di mal funzionamento di una cella fotovoltaica?
Le anomalie delle celle fotovoltaiche sono dovute o al processo produttivo (process-induced) o al materiale utilizzato (material-induced), ma in ogni caso si manifestano come sovra-temperatura: per questo motivo, le tecniche diagnostiche basate sulla termografia stanno riscuotendo notevole successo. Tuttavia, non sempre le immagini termiche consentono di definire univocamente lo stato di salute del modulo, sia perché le termocamere hanno una risoluzione relativamente bassa (640x480 pixel è considerata già alta risoluzione), sia perché le informazioni di un’immagine termica sono prettamente qualitative. Inoltre, le immagini termiche a volte sono affette da “rumore”, quindi non è facile distinguere un sovra-riscaldamento reale da uno apparente, tanto che in questi casi si rende necessario anche un pre-processamento delle immagini all’infrarosso, al fine di effettuare la valutazione su un’immagine “ripulita”.
Lo scopo di questo lavoro è proporre un innovativo workflow diagnostico per moduli fotovoltaici in silicio cristallino basato su immagini termografiche, ideato dal Prof. Silvano Vergura del Politecnico di Bari.
Allo scopo di automatizzare il processo diagnostico, gli step del workflow, illustrati dettagliatamente nel seguito dell’articolo, sono stati implementati in una piattaforma software (DiSS), dalla Spin-off APIS del Politecnico di Bari, sotto la supervisione dello stesso Prof. Vergura. Infatti, pur se poche informazioni devono necessariamente essere inserite dall’operatore (parametri ambientali, soglie critiche per la classificazione delle celle, ecc.), ad un PC si può demandare la quasi totalità delle operazioni, dall’elaborazione delle termo-immagini fino alla generazione automatica di un report recante la diagnosi di ogni singola cella del modulo, in forma sia grafica che numerica.
Tutto ciò comporta una drastica riduzione dei tempi di analisi con grande beneficio dell’operatore.