Wärmebildkameras werden in erster Linie zur effizienten Lokalisierung von Defekten und Fehlern eingesetzt, die bei Photovoltaikanlagen häufig auftreten. Mit einer Wärmebildkamera lassen sich potenzielle Probleme effektiv vermeiden.
Beispiele für Wärmebildberichte, die in Zusammenarbeit mit unserem Partner PRAGMASOFT erstellt wurden:
Wie funktioniert sie und welchen Zweck erfüllt die Wärmebildtechnik?
Wärmebildkameras werden in erster Linie zur Lokalisierung von Defekten eingesetzt. Die Klassifizierung und Bewertung der entdeckten Anomalien erfordert ein gründliches Verständnis der Photovoltaik-Technologie, Kenntnisse über die zu inspizierende Photovoltaik-Anlage/Photovoltaik-Farm und zusätzliche elektrische Messungen. Eine ordnungsgemäße Dokumentation ist natürlich ein Muss und sollte alle Inspektionsbedingungen, zusätzliche Messungen und andere relevante Informationen enthalten.
Die Inspektion von Photovoltaik-Paneelen/Photovoltaik-Farmen mit Wärmebildkameras – beginnend mit einer Qualitätskontrolle während der Installationsphase und gefolgt von regelmäßigen Inspektionen – ermöglicht eine vollständige und einfache Überwachung des Zustands der Photovoltaik-Anlage und ihrer einzelnen Photovoltaik-Paneele. Dies wird dazu beitragen, die Funktionalität aller Photovoltaikmodule zu erhalten und ihre Lebensdauer zu verlängern. Der Einsatz von Wärmebildkameras zur Inspektion von Photovoltaik-Paneelen wird daher die Rendite von Photovoltaik-Investitionen für den Investor drastisch verbessern.
Im Bereich der Prüfung und Diagnose von Photovoltaikanlagen sind Wärmebildkameras ein bewährtes Instrument zur Beurteilung von Siliziumzellen und Photovoltaikmodulen. Der Einsatz von Wärmebildkameras zur Beurteilung von Photovoltaik-Paneelen hat jedoch noch eine ganze Reihe weiterer Vorteile und Nutzen.
Mit einer Wärmebildkamera können potenzielle Problembereiche erkannt und repariert werden, bevor es zu wirklichen Problemen oder Ausfällen beim Betrieb der gesamten Anlage oder des Photovoltaikparks kommt. Allerdings ist nicht jede Wärmebildkamera für die Inspektion von Siliziumzellen und Photovoltaikmodulen geeignet.
Es gibt bestimmte Regeln und Richtlinien, die befolgt werden müssen, damit wir wirksame Inspektionen durchführen und sicher sein können, dass wir die richtigen Schlüsse ziehen. Um bei der Inspektion von Photovoltaikmodulen vor Ort einen ausreichenden thermischen Kontrast zu erzielen, ist eineSonneneinstrahlung von 500 W/m2 oder mehrerforderlich. Wenn wir jedoch möglichst genaue Messergebnisse anstreben, ist eine Sonneneinstrahlung von 700 W/m2 ratsam.
Auf welche Probleme stoßen wir bei der Prüfung von Photovoltaikanlagen durch Thermografie?
Die Sonneneinstrahlung beschreibt die momentane Leistung, die auf eine Oberfläche einfällt, in der Einheit kW/m2. Sie kann mit einem Pyrometer(für die globale Sonneneinstrahlung) oder einem Pyrheliometer (für die direkte Sonneneinstrahlung) gemessen werden. Stark abhängig vom Standort und dem lokalen Wetter. Niedrige Außentemperaturen können auch den thermischen Kontrast erhöhen.
Obwohl der Emissionsgrad von Glas im Wellenlängenbereich von 8-14 μm 0,85-0,90 beträgt, sind thermische Messungen an Glasoberflächen von Photovoltaikmodulen nicht einfach durchzuführen. Die Reflexionen des Glases sind spiegelnd, d.h. umliegende Objekte mit unterschiedlichen Temperaturen sind im Wärmebild deutlich sichtbar. Im schlimmsten Fall führt dies zu Fehlinterpretationen (falsche „Hot Spots“ auf dem Photovoltaik-Panel) und Messfehlern! Oft zeigt das Wärmebild große Bereiche mit erhöhter Temperatur, und ohne zusätzliche Informationen ist nicht klar, ob es sich dabei um thermische Anomalien oder um Schatten/Reflexionen handelt, die bei PV-Anlagen und -Farmen recht häufig auftreten.
Um Reflexionen der Wärmebildkamera und des Bedieners im Glas des Photovoltaikmoduls zu vermeiden, sollte die Kamera nicht senkrecht zum zu inspizierenden Modul positioniert werden. Der Emissionsgrad ist jedoch am höchsten, wenn die Kamera senkrecht steht, und nimmt ab, wenn der Winkel zunimmt. Ein guter Kompromiss ist ein Blickwinkel von 5-60° (wobei 0° rechtwinklig ist).
Was sind die Vorteile von Drohnenflügen, die mit empfindlichen Wärmebildkameras ausgestattet sind?
Bei Lighthief setzen wir hauptsächlich Wärmebildkameras auf Drohnen ein, da bei der Inspektion größerer PV-Anlagen auf Dächern oder PV-Farmen (d.h. großen Flächen) ein größerer Abstand zu den PV-Paneelen von Vorteil ist. Der Zeitpunkt des Diagnoseservices ist ebenfalls wichtig. Mit einer Kamera, die auf einer ferngesteuerten Drohne montiert ist, kann ein größerer Bereich in einem Durchgang schneller gesehen und inspiziert werden. Um die Qualität des Wärmebildes bei größeren Entfernungen zu gewährleisten, sollten Sie eine Wärmebildkamera mit einer Bildauflösung von mindestens 320 × 240 Pixel, vorzugsweise 640 × 480 Pixel, verwenden.
Die Kamera sollte außerdem über ein Wechselobjektiv verfügen, damit der Bediener für die Beobachtung aus großer Entfernung auf ein Teleobjektiv umschalten kann. Es ist jedoch ratsam, Teleobjektive nur mit Wärmebildkameras zu verwenden, die eine hohe Bildauflösung haben. Wärmebildkameras mit geringer Auflösung sind nicht in der Lage, die feinen thermischen Details zu erkennen, die auf einen Ausfall des Solarmoduls hinweisen, wenn sie über große Entfernungen mit einem Teleobjektiv messen.
Was sind die idealen Bedingungen für die Prüfung einer Wärmebildkamera von einer Drohne aus?
Bei der Durchführung von thermografischen Inspektionen von Photovoltaikanlagen und -farmen sollte der Himmel klar sein, da Wolken die Sonneneinstrahlung verringern und außerdem durch Reflexionen Störungen verursachen. Aber auch bei bedecktem Himmel lassen sich aussagekräftige Bilder erzielen, vorausgesetzt, die verwendete Wärmebildkamera ist ausreichend empfindlich. Ruhige Bedingungen sind wünschenswert, da jeder Luftstrom über die Oberfläche des Photovoltaikmoduls eine konvektive Kühlung verursacht und somit den Wärmegradienten verringert. Je niedriger die Lufttemperatur ist, desto höher ist der potenzielle thermische Kontrast. Es ist möglich, thermografische Untersuchungen in den frühen Morgenstunden durchzuführen.
Eine andere Möglichkeit, den thermischen Kontrast bei einer Testanlage oder einer Photovoltaik-Farm zu erhöhen, besteht darin, die Zellen von der Last zu trennen, um den Stromfluss zu verhindern, so dass sie sich nur durch die Sonneneinstrahlung erwärmen. Die Last wird dann angeschlossen und die Zellen werden während der Heizphase beobachtet.
Wie untersuchen wir Fotovoltaikanlagen und -farmen mit einer Wärmebildkamera? Welche Probleme sehen wir?
Die Installation von Photovoltaikmodulen sollte normalerweise unter Standardbetriebsbedingungen, d.h. unter Last, überprüft werden. Je nach Zellentyp und Art der Beschädigung oder des Ausfalls können Messungen unter Leerlauf- oder Kurzschlussbedingungen zusätzliche Informationen liefern.
Wenn Teile des Photovoltaikmoduls heißer sind als andere, sind die warmen Bereiche auf dem Wärmebild deutlich sichtbar. Abhängig von ihrer Form und Lage können diese Hot Spots und Bereiche auf verschiedene Fehler hinweisen. Wenn das gesamte Photovoltaikmodul wärmer ist als üblich, kann dies auf Probleme mit den Anschlüssen hinweisen.
Schatten und Risse in den Zellen sind auf dem Wärmebild als Hot Spots oder polygonale Flecken sichtbar. Ein Anstieg der Temperatur einer Zelle oder eines Teils einer Zelle deutet auf eine defekte Zelle oder eine Beschattung hin.
Vergleichen Sie im Zweifelsfall die Wärmebilder, die unter belasteten, unbelasteten und kurzgeschlossenen Bedingungen aufgenommen wurden. Der Vergleich von Wärmebildern der Vorder- und Rückseiten des Moduls kann ebenfalls wertvolle Informationen liefern.
Die Wärmebildinspektion von Photovoltaikanlagen ermöglicht die schnelle Lokalisierung potenzieller Defekte auf Zell- und Modulebene sowie die Erkennung möglicher elektrischer Anschlussprobleme. Die Inspektionen werden unter normalen Betriebsbedingungen durchgeführt und erfordern keine Abschaltung des Systems.
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