फोटोवोल्टिक मॉड्यूल में कम ऊर्जा फ्रैक्चर का पता कैसे लगाएं: एक तकनीकी गाइड

कम ऊर्जा वाले फ्रैक्चर सबसे हानिकारक प्रकार के फ्रैक्चर हैं जो पीवी मॉड्यूल में हो सकते हैं क्योंकि उनके प्रभाव के कम बल के परिणामस्वरूप केवल 24 घंटों के बाद नग्न आंखों से उनका पता लगाना मुश्किल होता है और वे मॉड्यूल पर एक सीमित क्षेत्र में होते हैं। यह प्रारंभिक फ्रैक्चर के लिए क्षति के क्षेत्र को सीमित करता है और जरूरी नहीं कि इस प्रारंभिक स्थान से अतिरिक्त फ्रैक्चर का प्रसार हो। उनके छोटे आकार और प्रभाव के सीमित क्षेत्र के कारण, उन्हें आमतौर पर नियमित निरीक्षण के दौरान आसानी से पहचाना नहीं जा पाता है। यदि इन फ्रैक्चर का पता नहीं चल पाता है और उन्हें जारी रहने दिया जाता है, तो वे मॉड्यूल ऊर्जा उत्पादन को कम कर देंगे, श्रृंखला प्रतिरोध बढ़ा देंगे और परिणामस्वरूप समय से पहले मॉड्यूल विफलता हो जाएगी। इस लेख का उद्देश्य पीवी मॉड्यूल में कम ऊर्जा फ्रैक्चर की पहचान करने के विभिन्न तरीकों से संबंधित जानकारी प्रदान करना है।

फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल में फ्रंट ग्लास होता है जो विभिन्न कारकों जैसे विनिर्माण तनाव, पारगमन के दौरान कंपन, स्थापना के दौरान अनुचित हैंडलिंग, थर्मल चक्र और यांत्रिक भार (उदाहरण के लिए, ओला हिट या बर्फ संचय) के कारण कम ऊर्जा फ्रैक्चर विकसित कर सकता है। कम ऊर्जा फ्रैक्चर बड़ी स्पष्ट क्षति के समान दिखते हैं, लेकिन पीवी मॉड्यूल की संरचनात्मक अखंडता से तुरंत समझौता नहीं करते हैं और यदि सामान्य परिचालन स्थितियों के साथ इलाज नहीं किया जाता है तो इसका विस्तार जारी रहेगा। यह परिसंपत्ति मालिकों/ऑपरेटरों के लिए उनके कम ऊर्जा फ्रैक्चर का पता लगाने के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती पैदा करता है क्योंकि मानक आरजीबी छवियां और इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी दोनों इन दोषों को आसानी से नहीं दिखाते हैं। इसलिए कम -ऊर्जा फ्रैक्चर बड़ी पीवी सुविधाओं के संदर्भ में एक छिपी हुई देनदारी पैदा करते हैं।

कम ऊर्जा फ्रैक्चर का पता लगाने की आधारशिला इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंस (ईएल) इमेजिंग है, जो एक गैर-विनाशकारी परीक्षण विधि है जिसे व्यापक रूप से पीवी मॉड्यूल में आंतरिक दोषों की पहचान के लिए उद्योग के स्वर्ण मानक के रूप में मान्यता प्राप्त है। ईएल इमेजिंग को औपचारिक रूप से आईईसी 60904-13 के तहत मानकीकृत किया गया है, अंतरराष्ट्रीय बेंचमार्क जो फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की ईएल इमेजिंग के तरीकों को निर्दिष्ट करता है।

ईएल इमेजिंग अर्धचालक सामग्रियों के इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट गुणों का फायदा उठाती है। जब एक पीवी मॉड्यूल आगे की ओर निर्देशित प्रत्यक्ष धारा के साथ पक्षपाती होता है, तो आम तौर पर 0.8 से 1.2 गुना कम सर्किट धारा (आईएससी) के साथ, सौर कोशिकाओं के भीतर पीएन जंक्शन इलेक्ट्रॉन छिद्र पुनर्संयोजन के माध्यम से अवरक्त फोटॉन (800-1100 एनएम की तरंग दैर्ध्य) उत्सर्जित करते हैं। InGaAs या कूल्ड Si{14}}CCD सेंसर से सुसज्जित एक उच्च -}संवेदनशीलता वाला कैमरा{{13}जो 900 से 1300 एनएम तक तरंग दैर्ध्य का पता लगाने में सक्षम है-इन धुंधले प्रकाश संकेतों को पकड़ता है और उन्हें ग्रेस्केल छवियों में परिवर्तित करता है। एक स्वस्थ कोशिका में, ईएल छवि समान रूप से उज्ज्वल दिखाई देती है। दोषों से प्रभावित क्षेत्रों में {{20}दरारें, अंगुलियों में रुकावट, फ्रैक्चर या शंट-आवेश वाहकों के असामान्य पुनर्संयोजन के परिणामस्वरूप चमक कम हो जाती है, जो काली रेखाओं, काले धब्बों या स्थानीय अंधेरे क्षेत्रों के रूप में दिखाई देती है।

विशेष रूप से कम ऊर्जा वाले फ्रैक्चर के लिए, ईएल इमेजिंग दरारों को महीन काली रेखाओं या शाखा पैटर्न के रूप में प्रकट कर सकती है जो अन्यथा अदृश्य रहेंगी। आधुनिक ईएल सिस्टम का स्थानिक रिज़ॉल्यूशन 10 माइक्रोन तक पहुंच सकता है, जिससे सबसे सूक्ष्म सूक्ष्म दरारों का भी पता लगाया जा सकता है। परीक्षण प्रकाश नियंत्रित वातावरण में किया जाता है, आमतौर पर अंधेरे कमरे में या छायांकन में किया जाता है, ताकि परिवेशीय प्रकाश के हस्तक्षेप को रोका जा सके। कैमरा संवेदनशीलता और मॉड्यूल प्रकार के आधार पर एक्सपोज़र समय आम तौर पर 1 से 30 सेकंड तक होता है।

डेलाइट ईएल इमेजिंग: फील्ड निरीक्षण के लिए एक निर्णायक उपलब्धि

पारंपरिक ईएल परीक्षण में लंबे समय से अंधेरे कमरे की स्थिति की आवश्यकता होती है, जिससे यह ऑपरेटिंग पीवी संयंत्रों के बड़े पैमाने पर क्षेत्र निरीक्षण के लिए अव्यावहारिक हो जाता है। हालाँकि, 2026 के मध्य में एक महत्वपूर्ण विकास सामने आया जब डेनमार्क के तकनीकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक उपन्यास डेलाइट ईएल इमेजिंग विधि विकसित की जो विशेष रूप से कम-ऊर्जा वाले फ्रंट ग्लास दरारों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन की गई थी।

नवप्रवर्तन उन चीज़ों को बदलने में निहित है जिन्हें कभी चुनौती माना जाता था {{0}सूरज की रोशनी और कैमरे की गति{{1} को फायदे में। यह विधि आगे की ओर से पीवी मॉड्यूल को मॉड्यूलेटेड करंट से बायस करती है, जिससे यह ईएल सिग्नल उत्सर्जित करता है। एक InGaAs शॉर्ट वेव इन्फ्रारेड (SWIR) कैमरा तब कई छवियों को रिकॉर्ड करता है, जब कैमरा हल्की गति में होता है, आमतौर पर ड्रोन पर लगाया जाता है। जैसे ही कैमरा चलता है, टूटा हुआ कांच एक फ्रेम से दूसरे फ्रेम तक सूरज की रोशनी को अलग-अलग तरीके से परावर्तित करता है। सॉफ़्टवेयर मॉड्यूल कोनों का पता लगाता है, सभी फ़्रेमों में मॉड्यूल को ट्रैक और संरेखित करता है, और दिन के उजाले शोर को कम करते हुए ईएल सिग्नल निकालने के लिए तेज़ फूरियर ट्रांसफॉर्म (एफएफटी) प्रसंस्करण लागू करता है। पुनर्निर्मित छवि पारंपरिक ईएल जानकारी दोनों को प्रकट करती है, जैसे सेल दोष और कांच की दरारें, जो दिन के उजाले में बदलते प्रतिबिंबों के कारण दिखाई देती हैं।

टीम ने विश्वविद्यालय के पीवी संयंत्र में नियंत्रित प्रयोगशाला प्रयोगों और वास्तविक ड्रोन निरीक्षणों दोनों के माध्यम से तकनीक को मान्य किया। 640 × 512-पिक्सेल InGaAs कैमरे से लैस एक वाणिज्यिक ड्रोन का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि इष्टतम इमेजिंग दूरी 8-12 मीटर थी, दरार का पता लगाने की विश्वसनीयता 15 मीटर से कम हो गई थी।

इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी: एक पूरक दृष्टिकोण

इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट (ईएल) इमेजिंग "लाइट आउटपुट" के रूप में संदर्भित चीज़ को देखकर दरार या फ्रैक्चर का पता लगाती है। यह विधि गैर-आक्रामक है; विद्युत कनेक्शन या तार इस बात पर प्रभाव नहीं डालते कि ईएल कैमरे के माध्यम से कोई मॉड्यूल कैसे दिखाई देता है। इन्फ्रारेड (आईआर) थर्मोग्राम एक अलग माध्यम का उपयोग करके फ्रैक्चर का पता लगाने का एक और रूप दर्शाते हैं: हीट सिग्नेचर। फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल जो धूप वाले स्थानों पर स्थापित किए जाते हैं, वे सामान्य (या अच्छे) कोशिकाओं में तापमान को समान बनाए रखेंगे और विद्युत प्रवाह के प्रति उनके बढ़ते प्रतिरोध के कारण दोषों के स्थानीय ताप को भी प्रदर्शित करेंगे। आईआर कैमरा इन तापमान अंतरों को कैप्चर करेगा, जो कई डिग्री से दसियों डिग्री सेल्सियस तक की सीमा में हो सकता है।

कम ऊर्जा वाले फ्रैक्चर के लिए, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी दरार के थर्मल परिणामों को प्रकट कर सकती है, श्रृंखला प्रतिरोध में वृद्धि के कारण स्थानीय हॉट स्पॉट बन सकते हैं, भले ही दरार सीधे दिखाई न दे। आधुनिक इंफ्रारेड डिटेक्शन सिस्टम हैंडहेल्ड डिवाइस से लेकर ड्रोन माउंटेड प्लेटफॉर्म तक विकसित हो गए हैं, जिससे संपूर्ण पीवी संयंत्रों का तेजी से, गैर-संपर्क निरीक्षण संभव हो गया है। ईएल इमेजिंग के साथ संयुक्त होने पर, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी मॉड्यूल स्वास्थ्य की अधिक संपूर्ण तस्वीर प्रदान करती है।

आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस: डिटेक्शन सटीकता को बढ़ाना

ईएल और इंफ़्रारेड निरीक्षणों द्वारा उत्पन्न छवियों की विशाल मात्रा {{0}विशेषकर बड़ी उपयोगिता वाले {{1}स्केल संयंत्रों में {{2}ने मैन्युअल विश्लेषण को अव्यावहारिक बना दिया है। पारंपरिक गुणवत्ता निरीक्षण के लिए इंजीनियरों को स्क्रीन पर घूरने, अनुभव के आधार पर दोषों की पहचान करने की आवश्यकता होती है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें प्रति मॉड्यूल कम से कम एक मिनट लगता है और इसमें थकान, गलत पहचान और गलत निर्णय का खतरा होता है।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता ने इस परिदृश्य को बदल दिया है। शोधकर्ताओं ने एआई आधारित दृश्य पहचान विधियां विकसित की हैं जो ईएल इमेजिंग तकनीक पर आधारित हैं। पूर्ण ढाँचे का निर्माण करके जिसमें ईएल छवि अधिग्रहण, प्रीप्रोसेसिंग, और उन्नत तंत्रिका नेटवर्क मॉडल शामिल हैं, जैसे कि ध्यान तंत्र के साथ बेहतर अवशिष्ट नेटवर्क (रेसनेट), ये सिस्टम 99.8% की दोष पहचान सटीकता दर प्राप्त करते हैं और केवल 0.07% की छूट दर के साथ, केवल 8 सेकंड में एक छवि को संसाधित करते हैं। यह मैन्युअल निरीक्षण और पारंपरिक एल्गोरिथम दृष्टिकोण दोनों पर एक नाटकीय सुधार का प्रतिनिधित्व करता है।

मॉड्यूल संचालन को बाधित किए बिना फ्रैक्चर का पता लगाने के लिए एक उभरते दृष्टिकोण में गतिशील विद्युत प्रतिक्रिया का विश्लेषण करना शामिल है। यह विधि सामान्य ऑपरेशन के दौरान पीवी मॉड्यूल के विद्युत व्यवहार की निगरानी करती है और क्रैकिंग का संकेत देने वाली विसंगतियों की पहचान करती है। क्योंकि इसके लिए किसी सिस्टम शटडाउन या विशेष इमेजिंग उपकरण की आवश्यकता नहीं है, यह सौर ऊर्जा प्रणालियों में निरंतर स्वास्थ्य निगरानी के लिए एक व्यावहारिक समाधान प्रदान करता है।

कम ऊर्जा फ्रैक्चर का पता स्थापित मानकों के अनुसार लगाया जाना चाहिए। IEC 60904-13 ईएल इमेजिंग के लिए रूपरेखा प्रदान करता है, जबकि IEC 61730-2 मॉड्यूल सुरक्षा योग्यता को संबोधित करता है और इसमें टूट-फूट परीक्षण के प्रावधान शामिल हैं। आईईसी टीएस 62782 चक्रीय यांत्रिक भार परीक्षण के तरीकों को निर्दिष्ट करता है, जो गतिशील तनाव के तहत फ्रैक्चर के लिए अतिसंवेदनशील मॉड्यूल की पहचान करने में मदद कर सकता है। क्षेत्र निरीक्षण के लिए, ईएल इमेजिंग (विशेष रूप से नई डेलाइट विधि), इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी और एआई-संचालित विश्लेषण का संयोजन कला की वर्तमान स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है।

फोटोवोल्टिक (पीवी) मॉड्यूल में कम ऊर्जा फ्रैक्चर का पता एक बहुस्तरीय रणनीति के माध्यम से लगाया जाता है। इस रणनीति की नींव इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट इमेजिंग (ईएलआई) का उपयोग है, जिसे हाल ही में ड्रोन आधारित सिस्टम की शुरूआत से उन्नत किया गया है जो दिन के उजाले के दौरान बड़े पैमाने पर क्षेत्र निरीक्षण करने में सक्षम है। इसके अलावा, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी (आईआरटी) पूरक थर्मल डेटा प्रदान करता है जिसके साथ मॉड्यूल के भीतर कम ऊर्जा फ्रैक्चर दोषों की उपस्थिति का आकलन किया जा सकता है, और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) प्रौद्योगिकियां बड़े पैमाने पर तेजी से और सटीक विश्लेषण की अनुमति देती हैं। सौर कंपनियों द्वारा अल्पकालिक विकास की तुलना में दीर्घकालिक प्रदर्शन पर ध्यान केंद्रित करने के साथ, कम ऊर्जा फ्रैक्चर का पता लगाने और उसका समाधान करने की क्षमता पीवी परिसंपत्तियों की दीर्घकालिक स्थिरता और बैंकेबिलिटी के लिए अधिक महत्वपूर्ण हो जाएगी।