Praxisratgeber Thermografie von Photovoltaik-Anlagen - Praktische Hinweise, Tipps und Tricks.

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Praxisratgeber Thermografie von Photovoltaik-Anlagen - Praktische Hinweise, Tipps und Tricks.
Praxisratgeber
Thermografie von
Photovoltaik-Anlagen.
Praktische Hinweise, Tipps und Tricks.
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Praxisratgeber Thermografie von Photovoltaik-Anlagen - Praktische Hinweise, Tipps und Tricks.
Einleitung.

Noch vor wenigen Jahren eilte die         Photovoltaik-Anlagen sind als Bei-
Solarstrombranche von einem Wachs-        trag zum nachhaltigen Umgang mit
tumsrekord zum nächsten. Um der           Ressourcen jedoch nicht wegzuden-
steigenden Nachfrage gerecht zu wer-      ken. Weiterhin werden kleinere und
den, wurden Photovoltaik-Anlagen von      größere Photovoltaik-Anlagen weltweit
den verschiedensten Handwerksun-          installiert.
tenehmen gebaut – Folge davon sind        Nach der Boomphase gewinnt jetzt vor
deutliche Unterschiede in der Qualität.   allem die Wartung bereits installierter
Heute ist die Branche geprägt von         Anlagen an Bedeutung. Dieser Pra-
einer harten Konsolidierungsphase mit     xisratgeber zeigt Ihnen, wie Thermo-
Überkapazitäten und einem massiven        grafie Sie bei der Inbetriebnahme, der
Preisverfall.                             Dokumentation und im Wartungsfall
                                          unterstützt und gibt hilfreiche Tipps
                                          und Tricks für den Einsatz einer Wär-
                                          mebildkamera.

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Praxisratgeber Thermografie von Photovoltaik-Anlagen - Praktische Hinweise, Tipps und Tricks.
Inhaltsverzeichnis:

Motivation und Gründe für den Einsatz der Thermografie.        4

Fehlerbilder und Ursachen.                                     7

Tipps und Tricks zur Messung und Fehlervermeidung.            11

Die ideale Wärmebildkamera.                                   14

Wärmebildkameras ideal für Photovoltaik.                      17

Weiterbildungen.18

Fazit.19

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Praxisratgeber Thermografie von Photovoltaik-Anlagen - Praktische Hinweise, Tipps und Tricks.
Thermografie

 Motivation und Gründe für den
­Einsatz der Thermografie.

Mangelnde Qualität auf                                     zung fällt aber letztendlich auch auf
internationalen Märkten.                                   das ausführende Unternehmen zurück
Im Rahmen des gestiegenen Umwelt-                          (beispielsweise Regressansprüche)1.
bewusstseins wurde weltweit nach
neuen Möglichkeiten in der Energie-                        Ertragsverluste bei Kunden
wirtschaft gesucht. Als Resultat wurde                     ­vermeiden.
vermehrt in Solartechnik, insbesonde-                      Basis jeder neuen Photovoltaik-Anlage
re in Photovoltaik-Anlagen investiert.                     ist eine umfangreiche und detaillier-
Das führte das zu einem Trend, der die                     te Ertrags- und Investitionsanalyse.
Auftragsbücher verschiedenster                             Ertragsrechnungen werden dabei auf
Handwerker füllte. Dies hatte zur                          bis zu 20 Jahre berechnet. Diese Be-
Folge, dass nicht nur gut ausgebildete                     rechnungen beinhalten allerdings keine
Handwerksunternehmen Aufträge                              Leistungsverluste aufgrund schlecht
bekamen: Viele Quereinsteiger und                          ausgeführter Anlagen. Mit dem Einsatz
wenig qualifizierte Fachkräfte halfen,                     der Thermografie kann man dieser
den riesigen Bedarf zu decken. Die                         Gefahr entgehen und bereits bei der
Konsequenzen sind heutzutage noch                          Inbetriebnahme eine Abnahmedoku-
zu spüren: Verarbeitungsfehler,                            mentation erstellen und die ordnungs-
schlechte Energie-Erträge der Anlagen                      gemäße Installation nachweisen. So
bis hin zu Sicherheits- und Brandrisi-                     gibt es keine Überraschungen für
ken. In einem Beitrag des Magazins                         den Endverbraucher und die Qualität
Fo-cus berichtete der TÜV Rheinland                        ist nachweisbar. Um nachhaltig den
be-reits letztes Jahr über die                             Ertrag sicherzustellen, sind weitere
mangelhafte
Qualität von installierten Solaranlagen                    regelmäßige Überprüfungen wichtig,
auf „deutschen“ Dächern. Die negati-                       da der Wirkungsgrad einer Solar-
ven Folgen machen sich zunächst vor                        anlage von der Temperatur abhängt
allem beim Endverbraucher deutlich.                        (Abb. 1). Wenn Module aufgrund von
Eine qualitativ minderwertige Umset-                       Verschattungen, defekter Zellen oder

1
  : Vgl. Fehling, Jonas: „TÜV warnt vor Solarschrott auf Deutschlands Dächern“, unter: http://www.focus.de/immobi-
lien/energiesparen/solarenergie/tid-31367/mehr-schrott-auf-deutschlands-daechern-tuev-tadelt-maengel-bei-solar-
anlagen-qualitaet_aid_996363.html (abgerufen am 16.04.2014).

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Praxisratgeber Thermografie von Photovoltaik-Anlagen - Praktische Hinweise, Tipps und Tricks.
Abb. 1: Thermische Auffälligkeiten deuten auf einen möglichen Verlust des Stromertrags hin.

Substrings wärmer werden, d. h. Strom              weitere Einnahmequelle bilden. Der
verbrauchen und nicht erzeugen, fällt              Einsatz von Thermografie ermöglicht
der Wirkungsgrad bereits um 0,5 %                  es, effiziente, wettbewerbsfähige War-
pro Kelvin (Vgl. S. 7). Eine Erwärmung             tungsverträge anzubieten.
um durchschnittlich 10 °C gegenüber
der mittleren Normaltemperatur be-                 Qualitätssicherung und Garantie.
deutet bereits eine um 5 % geringere               Mit dem Einsatz von Thermografie
Stromausbeute.                                     lässt sich überprüfen, ob die Qualität
                                                   der Modulzellen den Anforderungen
Effiziente Zusatz- und                             entspricht. Durch die richtige Kombi-
­Nachfolgegeschäfte.                               nation einzelner Module werden soge-
Nachdem es in den Boomjahren                       nannte Missmatches vermieden, bei
vornehmlich darum ging, so schnell                 denen leistungsfähige Module durch
wie möglich eine Photovoltaik-Anlage               „schlechtere“ Module ausgebremst
zu installieren, verweist u. a. der TÜV            werden. Mit einer Untersuchung vor
Rheinland darauf, Photovoltaik-Anla-               Ablauf der Garantiefristen können
gen regelmäßig prüfen und warten zu                eventuelle Garantieansprüche rechtzei-
lassen. Wartungsverträge können eine               tig geltend gemacht werden.

                                                                                              5
Thermografie

Brandschutz.                                 Vorteil Zeitersparnis.
Der Brandschutz spielt von je her eine       Thermografie ist ein berührungsloses,
wichtige Rolle. Zwar werden moder-           optisches Messverfahren. Wurden
ne Wechselrichter und elektrische            früher alle Modulstränge einzeln
Komponenten immer leistungsfähiger           vermessen, können heute innerhalb
(hoher Wirkungsgrad), doch auch die          kürzester Zeit großflächig Solarmodule
dadurch entstehende hohe Abwärme             „abgescannt“ werden. Thermische
muss berücksichtigt werden. Falsch           Auffälligkeiten bzw. Temperaturunter-
montierte oder schlecht gekühlte Elek-       schiede an Modulen werden sofort
trokomponenten können schnell zu             sichtbar und dienen als erster Indikator
einer Brandgefahr führen, insbesonde-        möglicher Fehler.
re, wenn der Untergrund aus brenn-
barem Material besteht. Elektrokom-          Vorteil Versicherungsschutz.
ponenten sind aufgrund der Witterung         Bislang waren defekte Bypassdioden
und UV-Strahlung einer schnelleren           nach Gewittern nur schwer zu loka-
Alterung ausgesetzt. Korrodierte oder        lisieren (Abb. 2). Thermografie stellt
lose Elektrokabel weisen thermi-             ein einfaches und schnelles Werkzeug
sche Auffälligkeiten auf, die mit einer      zum Aufdecken solcher Schäden dar.
Wärmebildkamera sichtbar gemacht             Die Kosten zur Defekt-Behebung
werden können.                               werden i. d. R. von Versicherungen
                                             übernommen.

                                             Vorteil Personenschutz.
                                             Photovoltaik-Anlagen stehen bei Ta-
                                             geslicht grundsätzlich unter Spannung.
                                             Bei modernen Modulsträngen sind
                                             Spannungen bis 1.000 V nicht selten.
                                             Dies stellt eine erhebliche Strom-
                                             schlaggefahr für Personen bei Mes-
                                             sungsarbeiten dar. Die Erstellung von
                                             Wärmebildern erfolgt jedoch stets mit
                                             dem nötigen Abstand zum Messobjekt.
                                             So können die Vorgaben für Sicher-
                                             heitsabstände problemlos eingehalten
Abb. 2: Defekte Module nach einem Gewitter
mit Blitzeinschlag.                          werden.
     6
Fehlerbilder und Ursachen.

Auf der Suche nach dem Hotspot.            der Einzelzellen und der weiteren
Verschattete oder defekte Modulzellen      Senkung des Stromertrags kann
bilden einen internen elektrischen Wi-     dies zu einer konkreten Brandgefahr
derstand. Dadurch wird die Modulzelle      führen.
von einem Stromerzeuger zu einem          Generell lassen sich Störungen im
Stromverbraucher, was wiederum            Betrieb von Photovoltaik-Anlagen
zu einer unerwünschten Erwärmung          ab einer Sonneneinstrahlung von
(Hotspot) führt. Die Zelle kann sich      ca. 600 W/m² durch auffällige Verän-
dabei so stark erhitzen, dass sie nicht   derungen der thermischen Eigenschaf-
nur selbst geschädigt wird, sondern       ten mit einer Wärmebildkamera schnell
auch das Einkapselungsmaterial (EVA)      diagnostizieren.
und die Rückseitenfolie (TPT). Bypass-
dioden sollen diesen Effekt unterbin-
den. Defekte oder nicht ansprechende
                                           Ursachen für Probleme
Bypassdioden (bei geringer Verschat-
                                           • Defekte Bypassdioden
tung) führen allerdings zusätzlich zu
unkontrollierbaren Hotspots. Wenn in       • Kontaktfehler und Kurzschlüsse
                                             in Solarzellen
der Planungsphase Verschattungen
(z. B. durch Hochspannungsanlagen          • Eingedrungene Feuchtigkeit,

oder Bäume) nicht berücksichtigt             ­Verschmutzungen

wurden, stehen die Modulzellen und         • Risse in Zellen oder im Modulglas
Bypassdioden unter einer jahrelangen       • Im Leerlauf befindliche und nicht
Dauerbelastung.                              angeschlossene Module
                                           • Sog. Missmatches, d. h. Leis-
Im Wesentlichen gibt es zwei Konse-          tungsverlust durch unterschiedli-
quenzen von Hotspots:                        ches Leistungsvermögen einzel-
• Der Stromertrag sinkt, da einzelne         ner Module
 Zellen oder ganze Module Strom            • Fehlerhafte Verkabelungen und
 verbrauchen statt zu erzeugen.              ­lockere Kontaktstellen
• Durch die ungewollte Stromerzeu-         • Alterungs- und
 gung erwärmen sich Zellen und               ­Belastungserscheinungen
 Module. Neben der Beschädigung

                                                                             7
Thermografie

Häufige Fehlerbilder an Zellen und
­Modulen.
Das Infrarotbild (Abb. 3) zeigt typische                     
Fehlerbilder bei defekten Einzelzellen
und Substrings. Die im Bild visuellen
                                              ‚
Anschlussdosen weisen ebenfalls eine
                                                  ƒ
sichtbare Erwärmung auf, so dass eine
                                           Abb. 3: Typische Fehlerbilder defekter Zellen
Prüfung notwendig ist.                     und Substrings.
                                            defekter Substring
                                           ‚ defekte Einzelzelle
Module können auch im Leerlauf             ƒ Anschlussdosen
sein (Abb. 4). Ursache hierfür können
falsch angeschlossene Module oder
durchgescheuerte bzw. durchgebisse-
ne Kabel sein. Dies macht sich durch
ein im Vergleich zu anderen Modulen
gleichmäßig wärmeres Infrarotbild
bemerkbar.

                                           Abb. 4: Modul im Leerlauf.
Aufgrund äußerer Einflüsse oder
minderwertiger Qualität kann sich das
EVA als Schutzschicht lösen (Abb.
5). Diese Mikrorisse und Zellbrüche
können bereits beim Transport, bei
der Montage oder durch mechanische
äußere Einflüsse entstehen. Während
Mikrorisse noch unkritisch sind, kön-
nen Zellbrüche (Abb. 6) leistungsmin-      Abb. 5: Delamination an zwei Zellen.

dernd wirken: Eindringende Feuchtig-
keit kann zur Zellkorrosion und somit
zu einem Leistungsverlust führen. Mit
einer Wärmebildkamera kann man dies
erkennen, bevor die Schichten sicht-
bar „milchig“ werden.

                                           Abb. 6: Zellbruch an einer Zelle.

    8
Übersicht Fehlerbilder und Ursachen.
In der nachfolgenden Abbildung (Abb. 7) sind typische Fehlerbilder und deren
mögliche Ursachen schematisch aufgelistet.

Infrarotbild                        Beschreibung               Mögliche Fehler       Mögliche Ursache

                                    Gleichmäßige               Modul befindet sich   Modul nicht
                                    Erwärmung eines            im Leerlauf.          angeschlossen, Kabel
                                    Moduls im Vergleich                              durchgebissen oder
                                    zu den anderen.                                  gebrochen.

                                    Das Modul zeigt            Kurzschluss eines     Defekte Bypassdiode
                                    eine zeilenhafte           Zellenstrangs.        z. B. nach einem
                                    Erwärmung eines                                  Gewitter.
                                    Strangs.

                                    „Patchworkmuster“          Komplettes Modul im   Falsch angeschlossen
                                    bei dem einzelne           Kurzschluss.          oder alle
                                    Zellen zufällig verteilt                         Bypassdioden defekt.
                                    und deutlich wärmer
                                    sind.

                                    Nur ein Teil einer Zelle Zellbruch.              Transport- bzw.
                                    ist deutlich wärmer.                             Montageschaden
                                                                                     oder andere äußere
                                                                                     mechanische
                                                                                     Einwirkung.

                                    Punktförmige oder          Zellriss oder         Fabrikationsfehler bei
                                    ungleichmäßige             Artefaktbildung.      Zellriss. Abschattung
                                    Erwärmung.                                       aufgrund
                                                                                     z. B. Verschmutzung
                                                                                     (Vogelkot,...).

                                    Erwärmung einer            Nicht zwingend        Abschattung oder
                                    einzelnen Zelle.           Fehler.               defekte Zelle.

Abb. 7: Schematische Darstellung der Infrarotbilder und mögliche Ursachen.

                                                                                                    9
Thermografie

Überprüfung elektrischer und
­mechanischer Komponenten.
Neben den einzelnen Zellen und
Modulen können auch elektrische
Komponenten mittels Thermogra-
fie überprüft werden. Korrosion an
elektrischen Leitern, Verbindern oder
lose Kabel führen zu elektrischen        Abb. 8: Linker Wechselrichter ist deutlich
Übergangswiderständen, welche sich      ­wärmer.

durch eine deutliche Temperaturerhö-
hung bemerkbar machen. So können
neben den stromerzeugenden Modu-
len auch elektrische und mechanische
Komponenten überprüft werden:

• Korrodierte Kontaktstellen und
 Steckverbinder
                                         Abb. 9: Gleichstromkabel ohne kritische
• Wechselrichter                        ­Erwärmung.

• Lose Kontaktstellen
• Überhitzte Anschlussdosen

                                        Abb. 10: Deutliche Erwärmung an elektrischen
                                        Anschlüssen.

    10
Tipps und Tricks zur Messung
und ­Fehlervermeidung.

Meteorologische Voraussetzung.              Eventuell muss auch die kühlende
Die Prüfung sollte an möglichst             Wirkung auf Panels durch Windzug
wolkenfreien, trockenen Tagen mit           berücksichtigt werden.
intensiver Sonneneinstrahlung erfolgen
(ca. 600 W/m²). Eine direkte Sonne-         Korrekte Ausrichtung.
neinstrahlung bringt die Solarpanels        Bei der thermografischen Messung
auf volle Leistung, schadhafte Solar-       ist die Ausrichtung der Kamera zum
zellen treten aufgrund von Überlastung      PV-Modul entscheidend. Abgestrahlte
oder Ausfall auf dem Infrarotbild visuell   Energie ist richtungsabhängig, d. h. bei
deutlicher hervor als die restlichen        der IR-Temperaturmessung sollte die
Zellen. Eine Einstrahlung von etwa          Ausrichtung der Kamera zur Modu-
600 W/m2 gilt als Orientierungswert.        loberfläche 60 – 90 °C betragen. Das
Ändert sich die Sonneneinstrahlung          PV-Modul sollte möglichst senkrecht
während der Messung beispielsweise          zur Einstrahlrichtung der Sonne ausge-
durch Bewölkung (Abb. 11), so ist die       richtet werden (Abb. 12).
Infrarotaufnahme nicht mehr verwend-        Winkelabhängige Messfehler führen
bar. Um möglichst hohe und somit gut        beispielsweise zur Suggestion von
detektierbare Temperaturgradienten zu       Temperaturunterschieden und verfäl-
erreichen, empfiehlt es sich, die Mes-      schenden Reflexionen. Das Messbild
sung bei geringen A
                  ­ ußentemperaturen        wird dagegen durch Reflexionen, wie
durchzuführen (z. B. morgens oder           beispielsweise der Kamera selbst,
abends).                                    des Messtechnikers, der Sonne oder
                                            naher Gebäude, nicht beeinträchtigt
                                            wird. Auch reflektierte Strahlung wird
                                            von der Kamera detektiert. Reflexionen
                                            lassen sich durch Veränderungen im
                                            Blickwinkel erkennen, da sich diese
                                            mitbewegen.

Abb.11: Wolkenreflexionen sind sichtbar.

                                                                             11
Thermografie

                                             Interpretation und Auswertung.
                                             Bei der Interpretation und Auswer-
                                             tung der Thermogramme ist Erfah-
                                             rung erforderlich, da auch Module,
                                             die starke Temperaturabweichungen
                                             aufweisen, nicht grundsätzlich defekt
                                             sein müssen. So können beispielswei-
Abb. 12: Korrekte Ausrichtung zur Messung    se auffällige Wärmebilder auf partielle
eines Moduls.                                Abschattungen durch Verschmutzung
                                             hinweisen (Abb. 15). Zugleich muss
                                             eine einzelne beschädigte Zelle nicht
                                             unbedingt zu einem Leistungsverlust
                                             des gesamten Panels führen. Erst der
                                             Ausfall ganzer Teilbereiche des Panels
                                             hat größere Leistungseinbußen zur
                                             Folge. Zusätzliche Untersuchungen,
                                             wie eine Sichtprüfung, eine Kennlinien-
Abb. 13: Aufnahme eines Moduls von hinten.
                                             oder eine Elektrolumineszenzmessung,
                                             sind daher notwendig, um die ver-
Bei aufgeständerten Solarmodulen             meintliche Fehlerursache zu lokalisie-
kann auch von hinten thermografiert          ren. Sehr vorsichtig zu interpretieren
werden (Abb. 13), da Reflexionen             sind die auf den Thermogrammen
nahezu ausgeschlossen werden kön-            dargestellte Absoluttemperaturen.
nen und ein höherer Emissionsgrad            Spiegelungen der kalten Himmels-
erreicht wird. Der Wärmeübergang             strahlung können beispielsweise zu
reicht aus, um auch auf der Rückseite        Fehlinterpretationen führen – klarer,
Temperaturverteilungen gut beurteilen        blauer Sommerhimmel strahlt mit bis
zu können. So werden Fehlmessungen           zu -25 °C. Hier empfiehlt es sich, mit
und Fehlinterpretationen vermieden.          ΔT-Werten zu arbeiten und besonders
                                             auf extreme Temperaturdifferenzen in-
                                             nerhalb eines Panels oder im Vergleich
                                             zum Nachbar-Panel zu achten.

     12
Hotspots müssen nicht zwingend
auf eine defekte Zelle hindeuten.
Nicht jeder thermische Hotspot muss
auf einen Fehler in einer Solarzelle
hinweisen. So können z. B. Aufstände-
rungen und Anschlussdosen aufgrund
des Wärmeübergangs an der Modul­
oberfläche sichtbar werden (Abb. 14).    Abb. 14: Anschlussdosen auf der Rückseite
                                         sind sichtbar.
Module mit starken Abweichungen
sind nicht grundsätzlich defekt,
eventuell sind sie nur verschmutzt und
sollten gereinigt werden.

Level und Span.
Die Einstellung des sogenannten
Levels und Spans ist für das Er-
kennen von Fehlern enorm wichtig.        Abb. 15: Die Bildüberlagerung zeigt eine
                                         ­Verschmutzung durch Vogelkot am wärmsten
Wärmebildkameras erkennen in ihrem        Hotspot.
Automatikmodus den wärmsten und
kältesten Punkt und passen die Farb-
abstufung über den gesamten Bereich
an (Abb. 16 und 17). Dies bedeutet,
dass aufgrund einer weiten Spreizung
relevante Temperaturunterschiede
untergehen können.

                                         Abb. 16: Automatische Einstellung.

                                         Abb. 17: Manuelle Einstellung.

                                                                              13
Thermografie

Die ideale Wärmebildkamera.

Die Überprüfung von Photovoltaik-­       Thermische Auflösung (NETD).
Anlagen mittels Thermografie stellt      Die thermische Auflösung beschreibt
sehr hohe Anforderungen eine Wärme-      die Fähigkeit einer Wärmebildkame-
bildkamera. Um ein passendes Gerät       ra, Temperaturunterschiede an einer
auszuwählen, das sich hierfür eignet,    Objektoberfläche erkennen zu können.
müssen mehrere Kriterien berücksich-     Eine thermische Auflösung von z. B.
tigt werden:                             0.05 °C (oder 50 mK) bedeutet, dass
• Infrarotauflösung des Detektors        die Wärmebildkamera diesen Unter-
• Thermische Auflösung (NETD)            schied erkennen und im Display über
• Kamerafunktionen                       eine unterschiedliche Farbgebung
• Wechselobjektive                       abstufen kann. Je geringer die ther-
• Software                               mische Auflösung, desto besser das
                                         erzeugte Infrarotbild.
Infrarotauflösung bzw.
­geometrische Auflösung.                 Kamerafunktionen.
Dank der geometrischen Auflösung         Ein Drehdisplay hilft bei der korrekten
(angegeben in mrad) einer Wärmebild-     Ausrichtung der Wärmebildkamera
kamera kann man Objekte (z. B. einzel-   (siehe Tipps und Tricks), um Messfeh-
ne defekte Modulzellen) auch aus einer   ler zu vermeiden (Abb. 18). Damit sind
gewissen Entfernung erkennen. Da die     z. B. Überkopfaufnahmen möglich und
geometrische Auflösung u. a. von der     auch Messungen an der Rückseite von
Infrarotauflösung des Detektors ab-
hängig ist, sind bei großen Photovol-
taik-Anlagen und bei Messungen aus
großer Entfernung Infrarotauflösungen
von mindestens 320 x 240 Pixel zu
empfehlen. Bei der Überprüfung von
kleinen Anlagen und bei Messungen
aus geringer Entfernung können auch
Infrarotauflösungen ab 160 x 120 Pixel
ausreichend sein.
                                          Abb. 18: testo 885 mit Drehdisplay für
                                         ­Überkopfaufnahmen.

    14
Modulen werden dadurch erleichtert.            Im Solarmodus wird die Sonnenein-
Die Wärmebildkamera kann in die                strahlung in W/m² mit jedem Bild
gewünschte Position gedreht werden             gespeichert (Abb. 19), um somit die
– auch ohne dass sich jemand auf den           zugehörige Umgebungsbedingung zu
Boden legen muss.                              dokumentieren. Eine vollradiometri-
                                               sche Videomessung oder Logging-
                                               funktion ermöglicht das Aufzeichnen
                                               von Videosequenzen. Bei diesem
                                               Aufnahmemodus werden einzelne, auf-
                                               geständerte Bodenanlagenreihen mit
                                               einem Fahrzeug abgefahren, während
                                               die Wärmebildkamera Videosequenzen
                                               aufzeichnet. Die Aufnahmen werden im
                                               Anschluss zeitsparend am PC mittels
                                               Software ausgewertet.
Abb. 19: Die Sonneneinstrahlung in W/m² wird
in jedem Bild mit abgespeichert.
                                               Wechselobjektive.
                                               Neben der Infrarotauflösung des De-
                                               tektors beeinflusst auch der Öffnungs-
                                               winkel des Objektivs die geometri-
                                               sche Auflösung. Um auch bei großen
                                               Anlagen (Abb. 20 und 21), z. B. von
                                               einer Hebebühne aus, zeitsparend zu
                                               messen, sollten Teleobjektive aus-
                                               tauschbar sein.
Abb. 20: Dach mit PV-Anlage.

Abb. 21: Aufnahme einer Dachanlage mit Tele-
objektiv aus großer Entfernung.

                                                                               15
Thermografie

Software.                                         können verschiedene Aspekte abge-
Die Software ermöglicht eine Analyse              lesen werden: Während im Mittelwert
sowie eine Optimierung und ge-                    die Temperatur bei 53.4 °C liegt, gibt
währleistet, dass die Befunde in den              es Maximalwerte von bis zu 77.9 °C
Bildern eindeutig dargestellt und do-             im Vergleich zum minimalsten Tempe-
kumentiert werden. Die Software sollte            raturwert von 38.7 °C. Mit der Häufig-
intuitiv zu bedienen, klar strukturiert           keitsangabe in Prozent lässt sich eine
und hochgradig benutzerfreundlich                 Aussage darüber treffen, wie viele Zel-
sein.                                             len in kritischen Temperaturbereichen
Ein Assistent für die Berichterstel-              sind. Im vorhandenen Bild kann man
lung hilft in wenigen Minuten, einen              ablesen, dass ca. 55 % aller Tempera-
­professionellen Bericht zu erstellen.            turwerte größer 63 °C sind und somit
Abbildung 22 zeigt das Temperaturhis-             bereits 10 °C mehr als der Mittelwert
togramm eines Solarmoduls. Hieraus                von 53.4 °C aufweisen.

                  Minimum: 38.7 °C / Maximum: 77.9 °C / Mittelwert: 53.4 °C

Abb. 22: Temperaturhistogramm eines Solarmodus.

     16
Wärmebildkameras ideal für
Photovoltaik.

Abb. 23: testo 885                          Abb. 24: testo 876

Der Testsieger: testo 885.                  Für Einsteiger: testo 876.
In der Fachzeitschrift Photon wurde         Die Wärmebildkamera testo 876 ist
testo 885 in einem umfangreichen            ideal für kleinere Photovoltaik-Anlagen
Wärmebildkameravergleich mit der Ge-        oder Messungen aus geringer Distanz.
samtnote 1.6 (gut) zum Testsieger und       • Infrarotauflösung 160 x 120 Pixel
damit zur besten Wärmebildkamera für        • Mit testo SuperResolution auf
die Überprüfung von Photovoltaik-An-          320 x 240 Pixel (optional)
lagen gekürt.                               • Thermische Auflösung 0.08 °C
• Infrarotauflösung 320 x 240 Pixel         • Flexibilität durch Dreh- und
• Mit testo SuperResolution auf               Schwenkdisplay
  640 x 480 Pixel (optional)                • Wechselbare Objektive (optional)
• Thermische Auflösung 0.03 °C              • Solarmodus
• Flexibilität durch Drehgriff, Dreh- und
  Schwenkdisplay
• Wechselbare Objektive (optional)
• Solarmodus
• Sequenzspeicherung und vollradio-
  metrische Videomessung (optional)

                                                                              17
Thermografie

Weiterbildungen.

Die Handhabung heutiger Wärmebild-
kameras ist mittlerweile so einfach,
dass es ohne großes Studium des
Handbuchs möglich ist, erste Infra-
rotaufnahmen zu erzeugen. Dennoch
können sehr schnell Fehlmessungen
und Fehlinterpretationen vorkommen.
Spezielle Schulungsseminare sorgen
dafür, dass das notwendige Wissen für
den richtigen Einsatz und die korrekte    Abb. 25: Photovoltaik-Seminar bei
                                          Testo.
Interpretation vermittelt werden. Testo
bietet einen für die Photovoltaik
angepassten Tageskurs an (Abb. 25).
Dieser kann mit einer anschließenden
                                            Die Themenschwerpunkte im
Prüfung „Sachkunde für Thermografie
                                            ­Überblick:
an Photovoltaik-Anlagen“ nach den
Regularien der TÜV Rheinland                • Einführung in die Photovoltaik
Akademie abgeschlossen werden.
                                            • Thermische Auffälligkeiten

                                            • Einführung in die Thermografie

                                            • Physikalische Grundlagen und
                                              ­Strahlungslehre

                                            • Richtiger Einsatz von
                                              ­Wärmebildkameras

                                            • Erfassen thermischer Auffälligkei-
                                              ten an Photovoltaik-Anlagen

                                            • Bewertung und Konsequenzen
                                              der thermischen Analyse

                                            • Praxismessungen und Übungen

    18
Fazit.

Der Einsatz von Wärmebildkameras         Stellen, die einen Energieverlust oder
ist in der gesamten Branche auf dem      sogar eine Brandgefahr darstellen.
Vormarsch. Das Potenzial rund um         Zudem wird durch Wärmebilder sicher-
Photovoltaik-Anlagen und die Anwen-      gestellt, dass stromführende Bauteile
dungsmöglichkeiten sind somit noch       nicht überhitzen und Kühlungen richtig
längst nicht erschöpft. Im Vordergrund   funktionieren.
steht die Identifizierung von soge-
nannten Hotspots, d. h. das Aufspüren    Das Einsatzspektrum ist vielfältig.
potentieller Ertragsverluste oder auch   Wesentlich ist, dass Solarteure sowie
Gefahrenstellen. Dies spielt auch bei    PV-Sachverständige die Thermogra-
der Frage von Garantieansprüchen         fie richtig nutzen und die Kameras
eine wichtige Rolle. Es finden Über-     interpretationsfähige Bilder liefern. Für
prüfungen an elektrischen Verteilern     beide Anforderungen bietet Testo die
statt, z. B. bei schlecht verkabelten    passenden Produkte und Seminare.

                                                                           19
Änderungen, auch technischer Art, vorbehalten.

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                                   2980 4035 15/cw/I/06.2014

       Telefon 01 486 26 11 - 0
      Telefax 01 486 26 11 - 20
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20
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