Aurinkosähkö on tällä hetkellä maailmanlaajuisesti nopeimmin kasvava uusiutuva sähkön tuotantomuoto. Tyypillisesti aurinkopaneelien valmistajat takaavat paneeleille 25–30 vuoden käyttöiän. Aurinkovoimalan elinkaaren aikana ympäröivät sääolosuhteet altistavat paneelit erilaisille rappeutumis- ja ikääntymisilmiöille. Huonokuntoiset aurinkopaneelit tuottavat sähköä hyväkuntoisia paneeleita heikommin.
Ikääntymisen toteamiseksi tarvitaan toimiva aurinkopaneelien kunnonvalvontamenetelmä. Luonteva tapa toteuttaa tällainen menetelmä on hyödyntää aurinkopaneelien sähköisiä mittauksia, jotka ovat toteutettavissa voimalassa jo valmiiksi olemassa olevalla laitteistolla.
Alan tutkimuksessa on kehitetty sähköisiin mittauksiin perustuvia kunnonvalvontamenetelmiä, mutta vain harvat niistä soveltuvat käytettäviksi käytännön aurinkovoimaloissa. Tutkija Heidi Kalliojärven mukaan tässä törmätään kahteen perustavanlaatuiseen ongelmaan.
– Kunnonvalvontamenetelmän pitäisi olla riippumaton ulkoisista lämpötila- ja säteilymittauksista, sillä aurinkopaneelin lämpötilaa ja säteilyvoimakkuutta mittaavia sensoreita ei tavallisesti ole käytännön aurinkovoimaloissa.
– Toiseksi menetelmän pitäisi olla sellainen, että sen käyttö ei vaadi voimalan sähköntuotannon katkaisemista mittausten ajaksi. Näitä vaatimuksia ei valtaosa olemassa olevista kunnonvalvontamenetelmistä toteuta, Kalliojärvi sanoo.
Kalliojärvi kehitti väitöstutkimuksessaan uuden matemaattisen menetelmän, jonka avulla aurinkopaneelien sähköisistä mittauksista voidaan tehdä päätelmiä paneelin kunnosta ja erityisesti havaita paneelin mahdollinen ikääntyminen.
Menetelmän soveltamista varten ei tarvita etukäteen tietoa paneelin lämpötilasta tai paneeliin kohdistuvasta säteilyvoimakkuudesta. Voimala voi myös jatkaa sähköntuotantoa tarvittavien mittausten aikana.
– Menetelmän toteuttamiseksi ei tarvita erityisiä laitehankintoja. Invertteri riittää, Kalliojärvi toteaa.
Valkeakoskella asuva Kalliojärvi työskentelee tällä hetkellä Tampereen yliopiston Hervannan kampuksella.
Väitöstilaisuus perjantaina 19. tammikuuta
Filosofian maisteri Heidi Kalliojärven sähköenergiatekniikan alaan kuuluva väitöskirja Detection of single-diode model characteristic values from measured current-voltage curves for online condition monitoring purposes of photovoltaic power systems tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 19.01.2024 kello 12:00 alkaen. Paikkana on Hervannan kampus, Sähkötalon sali S2 (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Patrizio Manganiello (Delft University of Technology, Alankomaat). Kustoksena toimii professori emeritus Seppo Valkealahti Tampereen yliopistosta.