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Soiling in Solar Energy Systems: The Role of the Thresholding Method in Image Analysis

Micheli, Leonardo und Smestad, Greg P. und Khan, Muhammad Zahid und Lange, Katja und Almughary, Huda M.I. und Abrim, Mounir und Alamat, Yanal und Anderson, Cody B. und Bentouba, Said und Figgis, Benjamin und Fuke, Pavan und Hachicha, Ahmed Amine und Karim, Mounia und Kottantharayil, Anil und Alfredo A., Martinez-Morales und Ahmed Alami, Merrouni und Douglas, Olivares und Giovanni, Picotti und Jorge, Rabanal-Arabach und Wiesinger, Florian und Ilse, Klemens (2023) Soiling in Solar Energy Systems: The Role of the Thresholding Method in Image Analysis. Solar RRL. Wiley. doi: 10.1002/solr.202300654. ISSN 2367-198X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Kurzfassung

The use of image analysis has often been suggested as a practical way to monitor the soiling accumulated on the surfaces of solar energy conversion devices. Indeed, the deposited soiling particles can be counted and characterized to calculate the area they cover, and this area can be converted into an energy loss. However, several particle counting methodologies exist and can lead to dissimilar results. This work focuses on the role of thresholding, an essential step where particles are distinguished from a background based on the pixel brightness. Sixteen automatic thresholding methods are assessed using 13 200 micrographs of glass coupons soiled at nine locations globally. In low-to-intermediate soiling conditions, the “Triangle” method is found to return the minimum coefficient of variation and a mean deviation closer to zero. On the other hand, methods assuming a bimodal distribution of pixel brightness underestimate the area coverage. In addition, since soiling can be unevenly distributed over a surface, different loss estimations can be returned when the same image analysis process is used on different spots on a sample’s surface. For these reasons, image analysis should be repeated at multiple locations on each investigated surface.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199848/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Soiling in Solar Energy Systems: The Role of the Thresholding Method in Image Analysis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Micheli, LeonardoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smestad, Greg P.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khan, Muhammad ZahidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lange, KatjaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Almughary, Huda M.I.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Abrim, MounirNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alamat, YanalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Anderson, Cody B.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bentouba, SaidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Figgis, BenjaminNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fuke, PavanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hachicha, Ahmed AmineNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Karim, MouniaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kottantharayil, AnilNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alfredo A., Martinez-MoralesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ahmed Alami, MerrouniNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Douglas, OlivaresNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giovanni, PicottiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jorge, Rabanal-ArabachNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wiesinger, FlorianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ilse, KlemensFraunhofer Center for Silicon PhotovoltaicsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 November 2023
Erschienen in:Solar RRL
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/solr.202300654
Verlag:Wiley
ISSN:2367-198X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:concentrating solar thermal, image analyses, photovoltaics, soiling, thresholds
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Condition Monitoring
Standort: andere
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Hinterlegt von: Wiesinger, Florian
Hinterlegt am:06 Dez 2023 12:04
Letzte Änderung:12 Nov 2024 15:01

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