Wärmebildinspektionen von Solarflächen und Gebäuden

Ist Ihre PV-Anlage noch fit?

Solartechnik verstehen

Etwa jede fünfte Solaranlage hat Mängel in den Modulen. Deshalb soll hier auf die wichtigsten Dinge eingegangen werden:

Ihre Solaranlage setzt sich aus mehreren Solarmodulen zusammen. Jedes Modul besteht aus mehreren Zellen, die teilweise in Reihe geschaltet sind. Mehrere Module werden ebenfalls in Reihe geschaltet, um eine höhere Spannung zu erreichen, damit der Wechselrichter effektiver arbeiten kann.

Fällt eine einzige Zelle aus, beispielsweise durch Blitzschlag oder Hagel, hat das bereits große Auswirkungen: Die beschädigte Zelle erzeugt keinen Strom mehr, wird aber von den umliegenden Zellen mit Strom versorgt. Diese Energie wird in Wärme umgesetzt und die Zelle wird heiß. Ein heißer Punkt, ein sogenannter "Hotspot" entsteht. Das kann in seltenen Fällen sogar zu einem Modulbrand führen, was sicher niemand auf seinem Dach haben möchte.

Wenn eine Solarzelle verschattet, durch Vogelkot, Laub oder nahe liegende Dachaufbauten, kann sie keinen Strom produzieren. Fließt aber durch eine einzige Zelle kein Strom mehr, kann durch die gesamte Reihenschaltung kein Strom mehr fließen. Eine eingebaute Bypass-Diode sorgt dafür, dass dann nicht der gesamte String ausfällt. Ist eine Bypass-Diode defekt, legt sie den ganzen String lahm. Der Strom fließt dann in das Modul zurück und erwärmt diesen String stark. Ein Kurzschluss ist die Folge. Dauerhafte Verschattung führt früher oder später zu einem Ausfall der Zellen.

Wir möchten an dieser Stelle aber keineswegs Panik verbreiten, sondern vielmehr Fakten aufzeigen und Zusammenhänge erklären, damit Sie auch langfristig die beste Leistung aus Ihrer PV-Anlage herausholen. Schon kleine Mängel haben oft große Wirkung und ein Leistungsverlust sowie die damit verbundene Ertragseinbuße ist oft um ein Vielfaches teurer, als ein regelmäßiger Thermalscan.

Einzelne Defekte werden sichtbar, die aufgrund der Gesamtleistung nicht auffallen würden. Ein Vorteil der Thermografie ist, dass die Messung bzw. die Untersuchung berührungslos stattfindet und die Anlage nicht abgeschaltet werden muss.

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Wann sollte geprüft werden:

  • Nach der Inbetriebnahme
    um Installations-Defekte ausschließen zu können.
  • Im Problemfall
    Bei Funktionsstörung oder nachlassender Leistung.
  • Nach schweren Unwettern, Hagel usw.
    um Schäden zu dokumentieren.
  • Auf jeden Fall kurz vor Ende der Garantiezeit
    um Garantieansprüche geltend zu machen.
  • Regelmäßig
    laut Versicherungsbedingungen der Gebäudeversicherung (regelmäßige Dachprüfungen sind Pflicht!)
    um Schadensfälle geltend zu machen und um optimalen Wirkungsgrad zu sicherzustellen
  • Vor dem Kauf einer gebrauchten Anlage (Eigentümerwechsel)
  • Nach Dach- oder anderen Reparatur- oder Wartungsarbeiten (auch solchen, die durch die Installationsbetriebe selbst ausgeführt wurden)

Was sollte geprüft werden:

  • Sichtprüfung der Module (und evtl. des Daches)
    Schmutz, Beschädigungen, Risse oder andere Anomalien.
  • Beschädigungen durch Witterung
  • Dokumentation der Anomalien im Protokoll

Benötigte Messgeräte:

  • Drohne mit Wärmebildkamera mit guter Auflösung
  • Zangen-Amperemeter
  • Messgerät zur Leistungsmessung der Sonneneinstrahlung

Umgebungs- und Messbedingungen:

  • Möglichst klarer Himmel, um Schattenwurf durch Wolken auszuschließen.
  • Der Prüfzeitpunkt sollte so gewählt werden, dass die Sonne etwa 90° relativ zur Solarfläche steht.
  • Die Sonneneinstrahlung sollte über 700 W/m² liegen, damit thermische Anomalien stark genug sichtbar sind.

Ablauf:

  • Der Mitarbeiter wird vor dem Flug am Wechselrichter mit einem Messgerät kontaktlos prüfen, ob die Anlage Strom speist um sicher zu stellen, dass die Module unter Last stehen. Das dauert nur wenige Minuten.
  • Die Sonnenleistung wird mit einem Messgerät überprüft. Diese sollte mindestens 700W/m² betragen.
  • Der eigentliche Flug beginnt und die Module werden zunächst visuell betrachtet. Gesamt- und Detailansichten werden gespeichert. Danach beginnt der Pilot mit der Aufnahme der Wärmebilder zunächst in der Gesamtansicht und dann die Fläche zeilenweise. Dabei werden Anomalien sofort sichtbar. Die Flugdauer beträgt etwa 10-20 min.
  • Nach dem Flug erfolgt die Auswertung des gesamten Fluges am PC mit allen gemachten Aufnahmen unter Einbeziehung weiterer Faktoren, wie Außentemperatur, Wetter, Entfernung zum Messobjekt usw.
  • Ein schriftlicher Bericht wird erstellt.
  • Sie erhalten auf einem USB-Datenträger alle Bilder und Flugdaten zur eigenen Verwendung, sowie den Bericht und eine Handlungsempfehlung.