Ricercatori guidati da scienziati della Southeast University in Cina hanno sviluppato un sistema autonomo, un generatore fotovoltaico-termoelettrico (PV-TEG), progettato per rilevare gli hotspot nei pannelli solari, gestire il calore localmente e trasmettere dati di monitoraggio in modalità wireless. Il sistema utilizza una matrice di quattro generatori termoelettrici (TEG), che producono elettricità a partire dalle differenze di temperatura e forniscono anche segnali utili a localizzare le anomalie termiche.

I ricercatori hanno innanzitutto modellato un’area fotovoltaica di 500 mm per 500 mm dotata di quattro TEG e di un dissipatore in alluminio. Nelle simulazioni, diverse posizioni degli hotspot hanno prodotto pattern di tensione distinti nei dispositivi, che il team ha utilizzato per associare le anomalie a coordinate bidimensionali. Le riduzioni simulate della temperatura locale sono variate da 8,15 K a 12,40 K.

Il team ha inoltre testato il sistema all’aperto su un impianto solare sul tetto di una struttura per telecomunicazioni a Taizhou, nella Cina orientale. Per valutare la precisione del rilevamento, ha creato perturbazioni termiche in tre posizioni usando del nastro nero, ha misurato le risposte di tensione dei TEG e ha confrontato le posizioni ricostruite con le immagini a infrarossi.

Nei test all’aperto, il sistema ha localizzato gli hotspot con un errore di circa 9,93 mm. Ha ridotto la temperatura della superficie fotovoltaica fino a 7,7 °C nel punto misurato, con una riduzione media di 5,4 °C nell’area monitorata.

L’elettronica di monitoraggio ha funzionato senza un’alimentazione esterna, utilizzando un supercondensatore che avviava il funzionamento a 4,0 V e si spegneva a 2,8 V per ricaricarsi. Nel corso di un test diurno di 10 ore, il sistema ha completato circa 45 trasmissioni wireless.

I ricercatori affermano che intendono studiare le prestazioni in presenza di hotspot indotti elettricamente e in condizioni esterne più complesse. Il lavoro, condotto da scienziati della Southeast University e della University of Technology Sydney, è stato pubblicato su Applied Thermal Engineering con il titolo «Un sistema PV-TEG autonomo per il monitoraggio integrato degli hotspot e la gestione termica locale basati sulla risposta di tensione termoelettrica».

Fonti: pv magazine.