Thermische Inspektionen von Solarmodulenmöglichkeiten

Inspektion von Solarmodulen mit Thermografie-Drohne

Die Thermografie ermöglicht die Erkennung von Defekten an Photovoltaikanlagen und Solarmodulen. Dabei werden die Solarmodule von einer Drohne aus einer definierten Höhe überflogen. Lokale Defekte an den Solarmodulen führen zu einer Widerstandserhöhung und damit zu einer Wärmeentwicklung. Die Untersuchungen erfolgen im laufenden Betrieb. Beschädigte oder defekte Solarzellen (Hotspots) oder Solarmodule weisen über- oder unterdurchschnittliche Temperaturen auf. Die berührungslose Messung mit der Wärmebildkamera ermöglicht die Detektion beschädigter Solarmodule sowie die Visualisierung weiterer Auffälligkeiten an Photovoltaikanlagen. 

Erkennung von Fehlerquellen

Drohnen mit Wärmebildkameras können Hotspots, defekte Module und andere Anomalien schnell und präzise erkennen. Diese Fehlerquellen führen oft zu einer erhöhten Wärmeentwicklung, die im Wärmebild sichtbar wird

Effizienz und Kosteneinsparung

Der Einsatz von Drohnen ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Inspektion großer PV-Anlagen. Dies ist besonders nützlich für schwer zugängliche Bereiche wie Dächer oder große Solarfelder

Regelmäßige Inspektionen

Es wird empfohlen, alle zwei Jahre eine thermografische Inspektion durchzuführen, um die optimale Leistung der PV-Anlagen zu gewährleisten und mögliche Schäden frühzeitig zu erkennen

Technische Details

Die Thermografie kann nicht nur Hotspots, sondern auch Risse in den Zellen, Verunreinigungen oder Schäden an der Glasabdeckung sichtbar machen. Diese Defekte erhöhen den elektrischen Widerstand und führen zu einer lokalen Erwärmung

Häufige Ursachen für Anomalien bei PV-Modulen

Installationsfehler

Bei unsachgemäßer Installation können PV-Module reißen, verschmutzen oder verschattet werden.

Lokale Verschattung

Module, die von Bäumen, Gebäuden oder anderen Objekten beschattet werden, erzeugen weniger Energie.

Panel-Kontamination

Die Effizienz der Module kann durch Staub, Vogelkot oder andere Ursachen beeinträchtigt werden.

Vegetation in der Nähe

Dichte Vegetation kann zu Beschattung oder Verschmutzung der Module führen.

Rissbildung in den Modulen

PV-Module können sowohl während des Transports als auch während der Installation beschädigt werden.

Wetterereignisse

Witterungseinflüsse wie Blitz, Hagel oder Wind können die Module beschädigen.

Unzureichende Erdung

Wenn die Solarmodule nicht geerdet sind, erhöht sich die Gefahr eines elektrischen Schlages.

Modulverschlechterung

Die Komponenten im Inneren des Moduls können sich verschlechtern.

Stromkreis-Anomalien

Spannungsabfall:

Ursache: Der Spannungsabfall kann durch zu lange oder zu dünne Kabel verursacht werden, die die Solarzellen mit den Wechselrichtern verbinden.

Fehlerströme:

Ursache: Fehlerströme können durch Isolationsfehler in den PV-Modulen oder den DC-Leitungen entstehen, insbesondere wenn diese auf Dächern oder im Freien verlegt sind.

Photovoltaik Thermografie – Zellrisse und Zellbrüche können zu inaktiven Zellbereichen und dadurch zu einer reduzierten Modulleistung führen. Hotspots führen zu starken thermischen Belastungen des Moduls, wodurch Ausfälle oder sogar Brandgefahr entstehen. Leistungsverluste bis zu 10% sind die Regel.

Bei vielen Photovoltaikanlagen verringert sich im Laufe der Zeit die ursprünglich installierte Leistung und damit auch der Energieertrag. Einzelne Zellen fallen aus, wichtige Komponenten wie Wechselrichter arbeiten mit geringerem Wirkungsgrad. Die Folgen sind neben der Ertragsminderung die Erwärmung oder Überhitzung von Fehlerstellen durch parasitäre Ströme, die zu weiteren Schäden bis hin zu Bränden führen können.

Defekte Zellenstränge in PV-Anlagen können verschiedene Ursachen haben und zu erheblichen Leistungsverlusten 30 bis 60 % pro Modul führen. Hier sind einige häufige Ursachen und wie man sie erkennen und beheben kann:

Kurzgeschlossene Bypassdioden:

Erkennung: Ein Drittel des Moduls zeigt eine deutlich niedrigere Spannung oder ist im Thermografie-Bild wärmer als der Rest.

Defekte Lötstellen oder Zellverbinder:

Erkennung: Spannungsdifferenzen zwischen den Modulen oder sichtbare Schäden an den Verbindungen.

Mikrorisse in den Zellen:

Erkennung: Leistungseinbußen und Hot Spots im Thermografie-Bild.

Regelmäßige Inspektionen und Wartungen, einschließlich Thermografie-Untersuchungen, sind entscheidend, um solche Defekte frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Im Bild oben kann man gut erkennen, wie sich Verschattungen auf das Wärmebild auswirken, hier war ein Kamin die Ursache. Durch die Verschattung heizen sich die einzelnen Solarzellen auf, die umliegenden, nicht verschatteten Zellen können die Energie ableiten, die verschatteten Zellen nicht. Vereinfacht gesagt erhöht sich dadurch der Widerstand der einzelnen Zellen und es entsteht Wärme. So kann man im Wärmebild deutlich thermisch auffällige Zellen erkennen. Regelmäßige Dauerbeschattung einzelner PV-Zellen führt leider oft auch zu dauerhaften Schäden!
Auch Verschmutzungen, wie Staub,Blätter, Vogelkot oder Schnee können die Module verschatten.

Bild links, ist ein sehr gutes Beispiel dafür, wie wichtig die regelmäßige Wartung und Reinigung von PV-Anlagen ist. Verschmutzungen wie Flechten oder Pilze können die Effizienz erheblich beeinträchtigen und sogar zu dauerhaften Schäden führen, wenn sie nicht rechtzeitig entfernt werden