Solární energie je nevyčerpatelný zdroj energie, který je díky programům na podporu výstavby fotovoltaických elektráren a aktuálně drahým energiím nejvíc v kurzu.
Nutností pro bezproblémový provoz takové elektrárny je kvalitní montáž a také pravidelná údržba a kontrola všech panelů. Rychlou, levnou a spolehlivou metodou, kdy je možné zkontrolovat kvalitu velké plochy solárních panelů, je termodiagnostika pomocí termovizního systému.
Každý panel se obvykle skládá z 36 až 96 krystalických křemíkových článků, které pracují na principu fotovoltaického efektu. Jedná se o velmi jednoduchý princip, který je však v praxi ovlivňován velkým množstvím rušivých okolností, které mohou nastat při výrobě a používání. Při výrobě a následně při instalaci a provozu fotovoltaických elektráren se mohou vyskytnout závady, které ovlivňují životnost nebo omezují výkon panelů. Nejznámější vadou materiálu je tzv. vírová vada, která je způsobena vstřikováním kyslíkových příměsí do materiálu při výrobě křemíkových ingotů.
Procesní vady jsou vady způsobené špatnou konstrukcí a nesprávným používáním panelů. V případě uživatele se může jednat o mechanické poškození v důsledku neopatrného používání (poškrábání, prasklý nebo rozbitý článek) nebo pokrytí povrchových ploch nečistotami v důsledku nedostatečné údržby. Často dochází k narušení celistvosti jednotlivých vrstev panelu způsobenému buď působením vnitřního pnutí v buňce, nebo rozptýlením nečistot do křemíkového materiálu během výrobního procesu.
Většina uvedených závad má za následek výskyt horkých míst, tzv. hot spotů. V těchto místech dochází ke zvýšené rekombinaci elektronů a děr. Energie uvolněná při tomto procesu je vyzařována do prostoru jako teplo. Tato místa hlásí nadměrné zahřívání a tepelný rozdíl ve srovnání s dobrými články může být vyšší než 50 °C. To často vede k nevratnému poškození vadného článku i celého panelu. Kontrola jednotlivých fotovoltaických článků je obvykle obtížný úkol. Buď jsou panely umístěny ve velké výšce na střechách budov, nebo je jejich plocha velká a vizuální kontrola je časově i finančně náročná. Opomenutí doporučené kontroly jednou ročně může mít fatální následky v podobě požáru.
Použití termokamer při diagnostice fotovoltaických panelů
Ideálním řešením tohoto problému je použití termokamerových systémů, protože horká místa se na termovizním snímku (termogramu) výrazně projeví smluvním zabarvením směrem k okolí. Ve většině případů není možné nebo bezpečné se k panelům přiblížit s termokamerou buď v případě, že jsou panely umístěny na šikmých střechách, nebo v případech, kdy průchodu mezi panely brání různé překážky (rostliny, nerovnosti terénu...). Z těchto důvodů je elegantním a účinným řešením upevnění termovizního systému na dron.
Technická konstrukce takového měření vyžaduje zkušenosti s ovládáním dronu pomocí termografie. Proto je pilot dronu vždy přítomen, zatímco termodiagnostik, který ovládá kamerový systém, dává pilotovi pokyny, na který panel je třeba se zaměřit při zjištění problému, a ukládá snímky pro pozdější analýzu.
Přesvědčivým důvodem pro použití termokamery ze vzduchu je skutečnost, že tepelnou anomálii se doporučuje detekovat při úhlu pohledu 70° až téměř 90° vztaženém k povrchu panelu. Vzhledem k tomuto požadavku je vyloučeno použití ručních termokamer; naopak dron s termokamerou upevněnou na ovladatelném kardanu tuto podmínku snadno splní. Limitujícím faktorem při měření hodnot mohou být pouze hydrometeorologické podmínky, které mohou významně ovlivnit přesnost měření. Ideální je okolní teplota 25 °C během měření, intenzita slunečního svitu 1 000 W/m2 a málo mraků. V takovém případě je výkon panelů dostatečně vysoký, aby odrážel všechny zjištěné typy závad.
Závěr
Letecké termovizní systémy lze jednoznačně doporučit pro jakoukoli kontrolu systémů FVE po montáži, ale ještě před převzetím od dodavatele, a také při pravidelných kontrolách, které uživateli zajistí maximální účinnost při shromažďování energie a minimální náklady na opravy. Rychlost kontroly termokamerou je ve srovnání s běžnou kontrolou několikanásobně vyšší, stejně jako její spolehlivost. Tato metoda měření je také nejlevnější metodou identifikace závad na panelech. Dnes jsou termogramy standardní součástí reklamačních protokolů a jsou firmami akceptovány jako důkaz při hlášení závad.
