Medición de temperatura por infrarrojos en celdas solares
Los módulos solares para la producción de electricidad vienen en paneles de dimensiones tan grandes como 1.2 m x 2.4 m (4 x 8 pies) con celdas individuales de aproximadamente 150 mm x 150 mm (6” x 6”). Las celdas individuales se producen laminando capas de silicio mono cristalino sobre una placa de vidrio de 3 mm de espesor. Las celdas individuales están conectadas y alambradas en conexión serie dentro del módulo o panel. Luego varios módulos de alambran juntos para formar una cadena o grupo.
Durante la producción y ensamble, es posible que se agrieten una o más celdas. La capa de silicio es muy frágil y sensible a los impactos, de manera que al doblarla es fácil que se agriete la celda. Una celda agrietada producirá menos corriente eléctrica que una celda intacta. Ya que las celdas están alambradas en serie dentro del panel, una sola celda agrietada puede afectar la salida de todo el panel. Y ya que los paneles están alambrados en serie, la cadena completa de paneles puede ser afectada por esta celda defectuosa.
Para detectar la celda defectuosa, el módulo completo es sometido a una inyección de corriente mientras un procesador de imágenes ve los paneles a medida que se van calentando. Los defectos se pueden presentar en dos formas. La celda es alambrada de modo que si sucede una grieta a lo ancho de toda la celda, esta continua produciendo electricidad. Sin embargo, lo hace a una tasa reducida. Este primer defecto se verá en el procesador de imágenes como una celda ligeramente más caliente o más fría que las celdas normales. Una diferencia de temperatura de 0.25°C (32°F) es una indicación de falla. Si la grieta ocurre cerca de la orilla donde se realiza la conexión eléctrica, entonces la celda completa no producirá energía y se verá más fría que las otras celdas normales. Usualmente, el procesador de imágenes se coloca suficientemente cerca de manera que pueda medir la temperatura de un número pequeño de celdas. Para una imagen completa, la cámara puede ser posicionada tan lejos como 3 metros (10 pies) para ver un área de1.6 x 1.2 metros (5.2 x 4 pies). Todas las pruebas se realizan de manera manual para asegurar una detección precisa de la temperatura.
El segundo defecto puede ser visto en las conexiones eléctricas de la celda. Las conexiones de hacen por medio de un cable de cinta que es soldado a la celda. Para probar que haya buenas conexiones, la energía se alterna de alta a baja y las conexiones se observan con el procesador de imágenes. Si existe una falla en la conexión causada por una unión de soldadura pobre o un circuito abierto, la temperatura se elevará tanto como 10°C (50°F) en un área de medición de tamaño aproximado de 12 x 3 mm (0.5” x 0.125”).
El procesador de imágenes ThermoView™ Pi20 de Raytek® cuenta con la capacidad de detectar no solo las celdas defectuosas de manera rápida y precisa sino también la de determinar una falla en las conexiones eléctricas.