Le termocamere sono utilizzate principalmente per individuare in modo efficiente i difetti e le imperfezioni dei pannelli fotovoltaici che costituiscono un insieme comune negli impianti fotovoltaici. Con una termocamera è possibile evitare efficacemente i potenziali problemi.
Esempi di report di termografia realizzati insieme al nostro partner PRAGMASOFT:
Come funziona e a cosa serve la termografia?
Le termocamere vengono utilizzate principalmente per individuare i difetti. La classificazione e la valutazione delle anomalie rilevate richiede una conoscenza approfondita della tecnologia fotovoltaica, la conoscenza dell’impianto fotovoltaico/della fattoria fotovoltaica da ispezionare e misure elettriche aggiuntive. Una documentazione adeguata è ovviamente d’obbligo e dovrebbe includere tutte le condizioni di ispezione, le misure aggiuntive e altre informazioni rilevanti.
Le ispezioni con termocamera dei pannelli fotovoltaici e dei parchi fotovoltaici – a partire da un controllo di qualità durante la fase di installazione e seguite da ispezioni regolari – consentono di monitorare in modo semplice e completo le condizioni dell’impianto fotovoltaico e dei singoli pannelli fotovoltaici. Questo aiuterà a mantenere la funzionalità di tutti i moduli fotovoltaici e a prolungarne la durata. L’uso di termocamere per ispezionare i pannelli fotovoltaici migliorerà quindi drasticamente il ritorno sull’investimento nel fotovoltaico per l’investitore.
Nel campo dei test e della diagnostica dei sistemi fotovoltaici, le termocamere sono uno strumento consolidato per valutare le celle di silicio e i pannelli fotovoltaici. Tuttavia, l’uso delle termocamere per valutare i pannelli fotovoltaici offre una vasta gamma di altri benefici e vantaggi.
Con una termocamera, le aree potenzialmente problematiche possono essere individuate e riparate prima che si verifichino problemi o guasti reali nel funzionamento dell’intero impianto o della centrale fotovoltaica. Tuttavia, non tutte le termocamere sono adatte all’ispezione di celle di silicio e pannelli fotovoltaici.
Esistono alcune regole e linee guida da seguire per effettuare ispezioni efficaci ed essere sicuri di trarre le giuste conclusioni. Per ottenere un contrasto termico sufficiente durante l’ispezione dei pannelli fotovoltaici sul campo, è necessaria un’irradiazione solare di 500 W/m2 o più. Tuttavia, se vogliamo ottenere risultati di misurazione il più possibile accurati, è consigliabile un’insolazione di 700 W/m2.
Quali sono i problemi che si incontrano quando si testano gli impianti fotovoltaici di un’azienda agricola con la termografia?
L’irraggiamento solare descrive la potenza istantanea incidente su una superficie in unità di kW/m2, che può essere misurata con un pirometro(per l’irraggiamento solare globale) o un piralometro (per l’irraggiamento solare diretto). Dipende fortemente dalla posizione e dal clima locale. Anche le basse temperature esterne possono aumentare il contrasto termico.
Sebbene l’emissività del vetro sia pari a 0,85-0,90 nella banda di lunghezza d’onda 8-14 μm, le misurazioni termiche sulle superfici in vetro dei pannelli fotovoltaici non sono facili da eseguire. I riflessi del vetro sono speculari, il che significa che gli oggetti circostanti con temperature diverse sono chiaramente visibili nell’immagine termica. Nel peggiore dei casi, questo porta a interpretazioni errate (falsi “punti caldi” sul pannello fotovoltaico) e a errori di misurazione! Spesso l’immagine termica mostra ampie aree di temperatura elevata e, senza ulteriori informazioni, non è chiaro se si tratti di anomalie termiche o di ombre/riflessi che si verificano molto spesso negli impianti e nei parchi fotovoltaici.
Per evitare il riflesso della termocamera e dell’operatore nel vetro del pannello fotovoltaico, la termocamera non deve essere posizionata perpendicolarmente al modulo da ispezionare. Tuttavia, l’emissività è massima quando la telecamera è perpendicolare e diminuisce all’aumentare dell’angolo. Un buon compromesso è un angolo di visione di 5-60° (dove 0° è perpendicolare).
Quali sono i vantaggi dei voli dei droni dotati di termocamere sensibili?
Noi di Lighthief utilizziamo principalmente termocamere su droni, in quanto nei casi di ispezione di impianti fotovoltaici di grandi dimensioni su tetti o parchi fotovoltaici (cioè grandi aree), una maggiore distanza dai pannelli fotovoltaici sarà vantaggiosa. Anche la tempistica del servizio di diagnostica è importante e con una telecamera montata su un drone a pilotaggio remoto è possibile vedere e ispezionare più rapidamente un’area più ampia in un unico passaggio. Per garantire la qualità dell’immagine termica a distanze maggiori, è necessario utilizzare una termocamera con una risoluzione dell’immagine di almeno 320 × 240 pixel, preferibilmente 640 × 480 pixel.
La termocamera dovrebbe anche avere un obiettivo intercambiabile in modo che l’operatore possa passare a un teleobiettivo per le osservazioni a lunga distanza. Tuttavia, è consigliabile utilizzare i teleobiettivi solo con termocamere ad alta risoluzione. Le termocamere a bassa risoluzione non sono in grado di rilevare i dettagli termici fini che indicano i guasti dei pannelli solari quando si misurano su lunghe distanze con un teleobiettivo.
Quali sono le condizioni ideali per una verifica con termocamera da un drone?
Quando si effettuano ispezioni termografiche su impianti e fattorie fotovoltaiche, il cielo deve essere sereno, poiché le nuvole riducono l’irraggiamento solare e causano interferenze attraverso i riflessi. Tuttavia, è possibile ottenere immagini significative anche in caso di cielo coperto, a condizione che la termocamera utilizzata sia sufficientemente sensibile. Sono auspicabili condizioni di silenzio, poiché qualsiasi flusso d’aria sulla superficie del pannello fotovoltaico causerà un raffreddamento convettivo e quindi ridurrà il gradiente termico. Più bassa è la temperatura dell’aria, più alto è il potenziale contrasto termico. È possibile effettuare indagini termografiche al mattino presto.
Un altro modo per aumentare il contrasto termico in un impianto di prova o in un parco fotovoltaico è quello di scollegare le celle dal carico per impedire il flusso di corrente, consentendo loro di riscaldarsi solo grazie alla radiazione solare. Il carico viene quindi collegato e le celle vengono osservate durante la fase di riscaldamento.
Come indagare su impianti e fattorie fotovoltaiche con una termocamera? Quali problemi vediamo?
L’installazione dei pannelli fotovoltaici deve essere normalmente verificata in condizioni operative standard, ovvero sotto carico. A seconda del tipo di cella e del tipo di danno o guasto, le misurazioni a vuoto o in cortocircuito possono fornire ulteriori informazioni.
Se alcune parti del pannello fotovoltaico sono più calde di altre, le aree calde saranno chiaramente visibili sull’immagine termica. A seconda della loro forma e della loro posizione, questi punti e aree calde possono indicare diversi difetti. Se l’intero modulo fotovoltaico è più caldo del solito, questo potrebbe indicare problemi con i collegamenti.
Le ombre e le crepe nelle celle sono visibili nell’immagine termica come punti caldi o macchie poligonali. Un aumento della temperatura di una cella o di una parte di essa indica una cella difettosa o un’ombreggiatura.
In caso di dubbio, confronta le immagini termiche ottenute in condizioni di carico, scarico e cortocircuito. Anche il confronto delle immagini termiche delle superfici anteriore e posteriore del modulo può fornire informazioni preziose.
L’ispezione termografica dei sistemi fotovoltaici consente di individuare rapidamente i potenziali difetti a livello di celle e moduli e di rilevare eventuali problemi di connessione elettrica. Le ispezioni vengono effettuate in condizioni operative normali e non richiedono l’arresto del sistema.
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