Project R-16360

Foutdetectie in fotovoltaïsche modules door middel van vermogensomvormers op moduleniveau (Onderzoek)

Foutdetectie in fotovoltaïsche (PV-)modules is cruciaal om een hoge efficiëntie, operationele veiligheid en kosteneffectiviteit op lange termijn te waarborgen, met name in gebouw-, infrastructuur- en voertuiggeïntegreerde toepassingen. Niet-gedetecteerde fouten kunnen leiden tot prestatievermindering, energieverliezen en ernstige veiligheidsrisico's, zoals elektrische branden of elektrische schokken. Dit promotieonderzoek pakt deze uitdagingen aan door de ontwikkeling van geavanceerde procedures en algoritmen voor de online diagnose van fouten en degradatie in PV-modules. Het onderzoek richt zich op foutdetectietechnieken op moduleniveau die rechtstreeks kunnen worden geïmplementeerd in moduleniveau-vermogensomzetters. Om praktische toepasbaarheid te garanderen, zijn de voorgestelde algoritmen beperkt tot het gebruik van uitsluitend lokaal beschikbare elektrische metingen—namelijk modulespanning en -stroom—en tot werking op goedkope ingebedde regelplatforms, zoals microcontrollers. Het eerste doel is het identificeren van duidelijke en ondubbelzinnige vingerafdrukken van fouten en degradatie, met name zoals deze tot uiting komen in meetbare elektrische variabelen op moduleniveau. Het tweede doel is het ontwerpen en selecteren van geschikte identificatie- en signaalverwerkingstechnieken om deze vingerafdrukken te extraheren, waarbij zowel tijdsdomein- als frequentiedomeinmethoden worden benut. Het gebruik van gecontroleerde excitatiesignalen die door de vermogensomzetter zelf worden gegenereerd, zal worden onderzocht om de identificeerbaarheid van fouten te verbeteren. Als aanvullend resultaat zal het project ook niet-elektrische indicatoren van fouten en degradatie identificeren, die richting kunnen geven aan de ontwikkeling van innovatieve sensoroplossingen voor PV-diagnostiek. Hoewel de primaire focus ligt op enkelvoudige-junctie kristallijn-silicium PV-modules, zal ook de toepasbaarheid van de voorgestelde methodologieën op opkomende technologieën, waaronder perovskiet- en tandem-PV-modules, worden onderzocht. In het algemeen beoogt het project betrouwbare, goedkope en schaalbare foutdetectieoplossingen mogelijk te maken die de veiligheid, prestaties en levensduur van PV-systemen verbeteren.

01 december 2025 - 30 november 2029