"Stecknadel im Heuhaufen" Pressebericht Erneuerbare Energien im Fachmagazin

von Mathias Leske

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Die Suche nach Fehlern in Modulen und Solarparks ist aufwendig.

Für Betreiber und Investoren gibt es aber gute Nachrichten.

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Leise summt das kleine Fluggerät über das Solarfeld in Rödgen, einem Vorort von Wolfen-Bitterfeld, mitten im Solarvalley in Sachsen-Anhalt. Vom Boden aus steuert Mathias Leske den Oktokopter präzise durch die Luft. Auf einem kleinen Monitor kann er den Flug aus der Vogelperspektive genau beobachten. Leske ist aber kein Hobbyflieger. Er hat einen konkreten Auftrag. Unter den Oktokopter hat er zwei kleine Kameras installiert. Die erste zeichnet den gesamten Flug auf. Sie liefert Leske außerdem die Bilder auf den Bildschirm. Den ei- gentlichen Auftrag übernimmt die zweite Kamera. Sie macht Thermografieaufnahmen von den Solarmodulen, über die Leske sein Fluggerät steuert.

Am frühen Morgen ist er die 50 Kilometer aus Bad Schmiedeberg, einem kleinen Örtchen südlich der Lutherstadt Wittenberg, angereist. Dort führt er die Geschäfte von Flyingeyes Germany. Leske hat sich auf Thermografieaufnahmen von Solaranlagen aus der Luft spezialisiert. „Wir haben den Solarpark zunächst einmal zu Fuß begutachtet, um den besten Platz zu finden, von wo aus wir starten können“, erklärt der Pilot. „Der Standort ist wichtig, weil wir maximal 250 bis 300 Meter weit fliegen können und trotzdem noch ein klares Bild auf dem Monitor zu haben. Durch die Begrenzung der Sendeleistung in Deutschland ist mehr nicht drin.“

Wärmebilder aus der Luft

Mathias Leske hat den Auftrag von Capital Stage bekommen. Das Hamburger Unternehmen ist Be- treiber des Solarparks in Rödgen. „Einen konkreten Anlass gab es für uns eigentlich nicht“, erinnert sich Sascha Wirth, Geschäftsführer der Capital Stage Solar Service in Halle. „Wir haben aber bisher nur Erfahrungen mit der handgeführten Thermografie gemacht. Jetzt wollten wir wissen, welche Vorteile die Thermografie aus der Luft hat.“ Deshalb haben sie Mathias Leske damit beauftragt, den Solarpark zu inspizieren.

Dieser war ohnehin reif für eine Überprüfung. Schließlich ist die Anlage seit Sommer 2007 am Netz. Zwar haben die Hamburger im Monitoring kaum Auffälligkeiten bemerkt. Doch die kleinen Fehler, die sich mit der Zeit in die Anlage eingeschlichen haben, lassen sich über das Stringmonitoring kaum lokalisieren. Das ist wie die Suche nach der Stecknadel im Heuhaufen. „Mit der Thermografie erkennt man in der Regel Glasbrüche in den Modulen, aber auch Diodenfehler“, erklärt Sascha Wirth. „Ein kristallines Modul hat in der Regel drei Bypassdioden. Wenn eine ausfällt, merken wir das nicht im Stringmonitoring.“ Zwar fällt dann ein Drittel des Moduls aus und zieht damit den gesamten String in Mitleidenschaft. Doch wenn viele der defekten Dioden weit verteilt über das gesamte Solarfeld liegen, fällt selbst das nicht mehr auf.

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Analyse bei schönem Wetter

In Rödgen waren immerhin 83 Dioden kaputt. Die Leistung des Parks mit seinen 16.000 Modulen beeinflusste diese geringe Anzahl der fehlerhaften Dioden praktisch nicht. „Solche Fehler, die über das Stringmonitoring kaum erkennbar sind, sehen wir mit der Thermografie sehr gut“, sagt Wirth.

„Denn dann wird der Modulbereich wärmer als der Rest des Modulstrings.“ Die Thermografiekamera nimmt schon Temperaturunterschiede von 0,04 Kelvin wahr und zeigt bis auf die Zelle genau, wo der Fehler steckt.

Allerdings können die Module mit der Wärmebildkamera nur untersucht werden, wenn sie genügend Strom produzieren, sodass sich schad- hafte Stellen auf dem Modul erwärmen. Die Kamera stellt dann die heißen Stellen farbig dar, sodass eine genaue Eingrenzung des Schadens möglich wird. Das passiert bei einer Sonneneinstrahlung von mehr als 600 Watt pro Quadratmeter. Für schlechte Standorte bedeutet das schon fast volle Sonneneinstrahlung. Trotzdem ist die Thermografie eine Hilfe für die Techniker von Capital Stage, wenn sie sich auf die Suche nach fehlerhaften Modulen machen.

Nachdem Leske den optimalen Platz im Solarpark gefunden hat, setzt er noch einige Markierungen in den Boden und lässt sein Fluggerät aufsteigen. Mühelos heben die acht Propeller den Kopter mit seinen angebauten Kameras in die Luft. In 15 bis 20 Metern Höhe fliegt er den gesamten Solarpark ab. Aus dieser Höhe kann er zwei Modulreihen gleichzeitig thermografieren. Vom Boden würden die Techniker von Capital Stage mehrere Tage für die 3,33-Megawatt-Anlage brauchen. Der Flug über den Generator dauert hingegen nur wenige Minuten. Dann sind zwei Filme im Kasten.

Das ist ein großer Vorteil der Thermografie aus der Luft. Statt einzelne Bilder aufzunehmen, liefert diese Methode ein komplettes Video mit hinterlegten radiometrischen Daten, sprich einen ganzen Thermografiefilm. Der zweite Film aus der HD-Kamera erleichtert bei der Auswertung die korrekte Zuordnung der Module. Die vorher in den Boden gesetzten Markierungen helfen bei der Orientierung. „Das ist der zweite Vorteil der Thermografie aus der Luft“, erklärt Sascha Wirth. „Ich kann hinterher im Büro den ganzen Film noch einmal durchgehen und die gesamte Anlage in Ruhe überprüfen.“Außerdem kann man dadurch Vogelkot von echten Hotspots unterscheiden.

Ein drittes Argument für die Thermografie aus der Luft ist der perfekte Winkel. Denn die Wärmebildaufnahmen sollen im rechten Winkel zum Modul gemacht werden, sonst wird die Temperaturdarstellung verfälscht. In der Regel fahren deshalb die Techniker mit einer Hebebühne an den Modulreihen entlang, um diesen Winkel zu erreichen. Das geht aus der Luft viel einfacher. Mathias Leske hat inzwischen schon einige Solarparks thermografiert und dabei viel Erfahrung mit der Fehleranalyse gesammelt. „Neben Glasbruch und Überspannungsschäden an den Dioden sind die Hotspots die dritthäufigste Ursache, die wir entdecken“, sagt er. „Aber auch Installationsfehler sind nicht selten und serienmäßige Modulfehler hatten wir auch schon. Die sind von Hersteller zu Hersteller ganz ver- schieden. Die einzelnen Produzenten haben ganz spezielle Fehler in ihren Modulen. Inzwischen geht das so weit, dass wir schon wissen, worauf wir konkret achten müssen, wenn wir den Modulhersteller kennen.“

W SVEN ULLRICH 

ERNEUERBARE ENERGIEN | Oktober 2014

 

 

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