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Thermografie von Photovoltaik-Modulen

Es gibt viele Gründe für eine thermografische Analyse von Photovoltaik-Anlagen. Im Folgenden finden Sie eine Auflistung der Wichtigsten.

Defekte die festgestellt werden können

  • Modulausfall (auch Teilausfälle)
  • Fehlerhafte Verkabelung
  • Eingedrungene Feuchtigkeit
  • Delaminationen
  • Risse im Modul
  • Defekte Bypass-Dioden
  • Risse in Wafern
  • lockere Kontaktstellen
  • Alterungs- und Belastungserscheinungen
  • Wechselrichter, Verteilerkästen etc.

Hauptgründe der Wartung

  • 80% der Anlagen enthalten Mängel
  • defekte Zellen führen zu erheblichen Leistungseinbußen der Anlage
  • ein Temperaturanstieg um 10°C über die vom Hersteller empfohlene Betriebstemperatur kann zu einer 50-prozentigen Verkürzung seiner Lebensdauer führen
  • Wenn eine Solarzelle im Verhältnis zu ihren Nachbarzellen nicht arbeitet oder keine Energie erzeugt, weil keine Sonneneinstrahlung erfolgt, kann sie u.U. eine umgekehrte Polarität aufweisen. Sie wandelt Energie in Wärme um! - Abschattung Solarzelle
  • Schadhafte Zellen können zu einer enormen Hitzeentwicklung und damit zu Brandgefahr führen (Standardtemperatur 20° - 70° C, Schadhafte auch darüber hinaus).

Vorteile der thermografischen Untersuchung

  • Anlage kann weiterhin betrieben werden, muss zur Analyse nicht ausgeschaltet werden
  • Schnelle und aussagekräftige Fehlerdetektion möglich
  • Gut korreliert mit elektrischen Messungen
  • Durch Verwendung eines Teleobjektives kann abgeschätzt werden ob die Anlage näher untersucht werden muss
  • Optisch nicht sichtbare Fehler können erfasst werden
  • Bei Vergleich mit Referenzbildern nach Inbetriebnahme
  • Ideal zur Beurteilung beim Einkauf gebrauchter PV-Module

Berechnungsbeispiel

Temperaturabhängiger Wirkungsgrad 0,5% pro K
Angenommen die Zelltemperaturen der kalten Zonen entsprechen einem Wert von 28°C (mind. Temperatur).
Eine mittlere Temperatur von ca. 32°C bedeutet, dass das Panel bereits 4°C x 0,5% also ca. 2% Wirkungsgrad verloren hat.

Die Wirkungsgradeinbußen steigen mit der Zunahme der Temperatur.

Verringerung der Stromausbeute:

Solarzellen-Temperatur in C°Veringerung der Stromausbeute in %
40°C 10%
50°C 15%
60°C 20%

Beispiel Hot Spot:

pv-anlage

 

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