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Neuartige Flugsensoren inspizieren Solarstromanlagen

Aachen, 21:35 Uhr: Leise schwirrt eine Drohne in wenigen Metern Abstand über das Dach einer Industriehalle. Beleuchtete Motorarme sorgen für eine gute Erkennbarkeit – es kommt UFO-Feeling auf. Schemenhaft sind Personen erkennbar, die wie gespannt auf einen Monitor schauen. Die heutige Mission: Suche nach Fehlern an einer 400kW Solarstromanlage.

In Kooperation zwischen der Fladung Solartechnik GmbH aus Aachen und der HEIGHT-TECH GmbH & Co. KG aus Bielefeld wurde eine Methode zur „Elektrolumineszenzmessung“ entwickelt – diese bringt enorme Vorteile bei der Inspektion von Solarstromanlagen. Berührungslos können mittels Drohne eine Vielzahl von Schäden detektiert werden, wie etwa mechanische Schäden durch Transport oder Hagelschlag, fehlerhafte Zellverbinder und sogenannte PID-Belastungen. Fehlende oder fehlerhafte Systemdokumentationen lassen sich ebenfalls sehr schnell im Nachgang erstellen.

Zusammenspiel von Technik ermöglicht Detektion von Schäden

Dreierlei ist für diese Art von Einsätzen nötig: ein Flugroboter mit spezieller Sensoraufhängung, eine Spezialkamera und ein fernsteuerbares Rückbestromungsnetzteil, welches an die Anlage angeschlossen wird. Das Fluggerät der HEIGHT-TECH wurde mit einer speziellen Beleuchtung für Nachtflüge ausgestattet, um eine Flugbewilligung zu erhalten. Da die Einsätze in der Nacht durchgeführt werden, ist zur Vermeidung von Bildunschärfe eine sehr gut stabilisierte Kameraaufhängung von Nöten. Über viele Monate Entwicklungszeit wurde die Spezialkamera für diese Art der Messung optimiert. Mit dieser Kamera können Einzelbilder oder auch Videos der zu inspizierenden Solarstromanlage aufgezeichnet werden. Das Rückbestromungsnetzteil wird an die Solarmodule angeschlossen, um ganze Modulstrings rückwärts zu bestromen. Dies führt ähnlich wie bei einer LED zu einem „Leuchten“ der Module im Nahinfrarot-Spektrum und ist dadurch für das menschliche Auge nicht sichtbar. Zur Effizienzsteigerung und Kostenreduktion hat die Fladung Solartechnik GmbH eine Funkfernsteuerung dieser Rückbestromungsgeräte entwickelt. Während des Drohnenfluges können damit bis zu 36 Solarmodulstrings und bis zu 4 Rückbestromungsnetzteile manuell oder automatisiert zu- oder abgeschaltet werden.

Frühzeitige Schadenserkennung durch Drohneninspektion

Die Auswertung der mit dem Fluggerät erstellten Aufnahmen erfolgt über zertifizierte Gutachter. Diese können mit spezieller Nachbearbeitungssoftware selbst kleinste Schäden an den Modulen erkennen. Helle Modulbereiche sind in der Regel technisch tadellos, wogegen dunkle Bereiche Schadstellen aufweisen. Vielmals entstehen diese Modulschäden durch Hagelschlag oder sonstige mechanische Belastung. Ein immer stärker werdendes Problem bilden die sogenannten PID Fehler. Die „Potential-Induzierte Degradation (PID)“ tritt vor allem bei modernen Modulen mit hohen Systemspannungen auf. Dabei können kleine Leckströme vom Modul gegen Erde abfließen. Abhängig von der Zelltechnologie sammeln sich dadurch an der Zelloberfläche freie Ladungsträger, die diesen Zellbereich quasi kurzschließen. PID geschädigte Zellen können daraufhin weniger oder keinen Strom mehr erzeugen.

Durch die effiziente Drohneninspektion der Solarstromanlagen können u.a. diese PID Fehler frühzeitig erkannt werden. Abhängig von der Schädigung kann der Betreiber durch sogenannte Offset- bzw. PID-Boxen diesen ertragsmindernden Effekt wieder rückgängig zu machen.

Über die Fladung Solartechnik GmbH oder HEIGHT-TECH kann diese Technologie oder der Kontakt zu Dienstleistern bezogen werden.

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