Update 28.3.11, 5.6.13, 25.11.20
Prüfung von Solaranlagen
Solaranlagen gehören inzwischen schon fast zum guten Ton. Sie
bestehen normalerweise aus vielen in Serie geschalteter Module, die
selbst wiederum aus vielen in Serie geschalteter Zellen bestehen. Der
Grund für die Serienschaltung: man möchte teures Kupfer und
teure Elektronik sparen, was am Einfachsten mit hohen Spannungen zu
machen ist. Man nutzt dafür rund 400 Volt Gleichspannung.
So lange alles einwandfrei funktioniert, ist das überhaupt kein
Problem. Wenn jetzt allerdings nur eine Zelle schlecht kontaktiert und
trotzdem irgendwie durch die Qualitätskontrolle gerutscht ist, hat
das massive Auswirkungen. Der höchste Widerstand in der
Serienschaltung dominiert nämlich den Gesamtwiderstand. Damit kann
eine einzige Zelle das gesamte Solarfeld gewaltig ausbremsen und die
Gewinne zunichte machen. Diese Zelle mit konventionellen Methoden zu
finden, ist sehr aufwändig und wg. Dachmontage in luftigen
Höhen oft auch gefährlich.
Typische Ursachen für Defekte:
- Fehler in der Produktion (werden üblicherweise schon im Werk
aussortiert)
- Schlechter Kontakt in der Anschlussbox z.B. durch vergammelnde
Kontakte infolge eindringender Feuchtigkeit, verbogene Kontaktfedern,
zu wenig Kontaktdruck (Schrauben nicht richtig angezogen),
Fremdkörper, ...
- Mechanische Einwirkung z.B. durch
- Hagelschlag
- aufgewirbelte Steine/Split von der Straße durch dort
fahrende Fahrzeuge
- Gegenstände, die z.B. Raben für Nüsse halten und
diese per Wurf aus großer Höhe auf harte Flächen
knacken wollen.
- Schwingungen, die z.B. durch Wind verursacht werden und damit
Dauerstress bis zum Bruch der Paneele führen.
- "Marderverbiss" der Leitungen. Auch manche Tiere wollen einfach
nur ihren Spaß haben...
- lockere Befestigung kann ebenfalls zu mechanischem Dauerstress
bis hin zum Bruch führen.
- wehende Kabel im Wind können zum Litzenbruch und damit zu
lokal erhöhten Widerständen führen. Genausogut kann auch
die Isolierung und der Leiter allmählich durchgescheuert werden.
- Delamination (die Schichten des Solanpaneels lösen sich.
Meistens
vom Rand her) führt zu eindringender Feuchtigkeit und damit auch
Korrosion mit
erhöhten Kontaktwiderständen
Zellen/Paneele mit erhöhtem Widerstand verraten sich dadurch,
dass sie den von anderen Zellen produzierten Strom aufgrund des
höheren elektrischen Übergangswiderstandes in Wärme
umsetzen. Das lässt sich mit einer Wärmebildkamera sehr gut
nachweisen, so dass das defekte Paneel schnell gefunden und
ausgetauscht werden kann.
Allerdings ist dafür nicht jede Wärmebildkamera geeignet. Die
Zellen in den Paneelen sind nämlich so klein, dass sie von den
meisten Kameras ganz einfach übersehen werden, weil ihre Pixel
viel zu groß und die Defektstellen viel zu klein sind.
Hier wird mit einer langwelligen Infrarotkamera mit bis zu 1280 x 960
Pixeln gearbeitet, so dass man auch ganze Felder auf einmal untersuchen
kann. Eine Auflösung von nur 0,03 Kelvin sorgt außerdem
dafür, dass Schadstellen selbst dann noch erkannt werden
können, wenn die Pixel deutlich größer als eine
Schadstelle
sein sollte. Mit den üblichen einfachen Kameras müsste man
Paneel für Paneel einzeln aus relativ kurzer Distanz ablichten.
Doch dann stellt sich bereits die Frage, ob man nicht gleich an den
Steckern nachmisst. Denn dann ist man ja ohnehin schon dran.
Rohrbruch- und Lecksuche
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