• Photovoltaik auf dem Prüfstand

Mess- und Prüfverfahren

Die Fehlerdiagnose ist das A und O bei der effizienten Betriebsführung einer PV-Anlage. Schon kleinste Veränderungen in den Modulen wie ausgefallene Dioden oder Zellbrüche können große Teile eines Solargenerators lahmlegen.  Witterungseinflüsse wie große Temperaturschwankungen, Nässe, Frost und Schnee und  stressen das Material rund um die Uhr.

1) Thermographie

Schickt man einen Strom durch eine  Solarzelle, so fängt auch die Solarzelle an, Wärme zu emittieren. Bei Fehlern oder Schäden in PV Modulen ändert sich die Wärmesignatur. Diese Veränderungen können mit speziell für diesen Zweck konzipierten Wärmebildkameras aufgezeichnet werden.

Wo der Widerstand besonders hoch ist, wird mehr Wärme abgestrahlt. Dies wird durch Farbveränderungen im erzeugten Bild widergegeben.

2) Elektrolumineszenz

Schickt man einen Strom durch eine  Solarzelle, so fängt auch die Solarzelle an zu leuchten.

Das ausgesandte sehr schwache Licht liegt bei etwa 1.100 nm im Nahinfrarotbereich  und kann mit speziellen Elektrolumineszenz-(EL-) Kameras aufgezeichnet werden.

3) Rückstromtechnik

Rückstromtechnik ist ein Verfahren, bei dem (idealerweise nachts) Strom „rückwärts“ in den Solargenerator geleitet wird. Schäden an Zellen und PV-Modulen werden sichtbar  über zwei messbare Effekte:

Emission von Wärme
“Engpässe“ der stromführenden Komponenten bilden einen elektrischen Widerstand. Die emittierte Wärme wird mit einer Wärmebildkamera sichtbar.

Emission von schwachem Licht
Der zweite Effekt: Die PV-Module sondern eine schwache Lichtemission im Infrarotnahbereich aus. Dieses Spektrum kann mit speziellen Elektrolumineszenz-Kameras aufgezeichnet werden.

4) Potenzial Induzierte Degradation (PID)

Mit der Zeit können sich  Potential-Unterschiede zwischen den verbauten Komponenten verringern, wenn bei den isolierenden Materialien Leckströme auftreten. Sinkende Spannungen und Ertragsverlust sind die Folge.

Die gute Nachricht: PID ist reversibel!

Nach einer PID Diagnose mittels Elektrolumineszenz-Untersuchung und / oder Thermografie können Maßnahmen zu Rückbildung eingeleitet werden. Die Schadensbehebung erfolgt unter anderem durch den Einbau einer PID-Box.

5) String-Lokalisierung

Sowohl mit dem dem Elektrolumineszenz-Verfahren (EL) als auch über Infrarot-Verfahrem mit der Wärmebildkamera (IR) kann die Lage von Strings detektriert werden. Dabei zeichnen sich Strings deutlich voneinander ab und können identifiziert werden, wenn die DC-Verbindung getrennt oder angeschlossen wird.

Dies ist besonders hilfreich, wenn keine Baupläne auffindbar sind oder wenn unklar ist, welche Strings an welchen Wechselrichtern angeschlossen sind.