Drohnentechnologie und PV-Anlagen

Drohnen ermöglichen es, große PV-Flächen aus einer kontrollierten Perspektive zu erfassen, ohne dass das Prüfteam zunächst jede Modulreihe vollständig zu Fuß abgehen muss. Sicht- und Wärmebildkameras können dabei Module, Stränge, Vegetation, Wege und ausgewählte elektrische Betriebsmittel dokumentieren.

Der zentrale Vorteil liegt in der Flächenabdeckung und räumlichen Zuordnung. Eine geplante Route kann wiederkehrende Ansichten erzeugen und auffällige Bereiche markieren, die später vom Boden aus genauer geprüft werden.

Thermische Daten ergänzen normale Bilder um Temperaturinformationen. Dadurch können beispielsweise einzelne Zellbereiche, Verbindungen oder Modulgruppen sichtbar werden, deren thermisches Verhalten von geeigneten Vergleichsflächen abweicht.

Die Drohne selbst diagnostiziert jedoch keinen elektrischen Fehler. Sie trägt Sensoren und erfasst Daten. Für die technische Interpretation bleiben Anlagenkenntnis, Betriebszustand, Umgebungsbedingungen und gegebenenfalls elektrische Messungen erforderlich.

Die Methode eignet sich deshalb besonders als Screening. Sie hilft zu entscheiden, wo die nächste detaillierte Prüfung stattfinden sollte.

Eine größere Freiflächenanlage kann manuell nur mit erheblichem Bewegungsaufwand vollständig betrachtet werden. Eine Drohne kann viele Reihen entlang einer vorbereiteten Route erfassen und dadurch die erste Sichtung räumlich bündeln.

Wie groß der Zeitgewinn tatsächlich ist, hängt von der Anlage ab. Gelände, Hindernisse, Flugbeschränkungen, Wetter, notwendige Zielauflösung, Startpunkte und die Zahl der erforderlichen Wiederholungen bestimmen den praktischen Ablauf.

Höher zu fliegen erhöht zwar die abgedeckte Fläche pro Bild, reduziert aber die räumliche Detailauflösung. Für Zellmuster kann deshalb eine niedrigere Flughöhe notwendig sein als für eine reine Modulübersicht.

Auch hohe Fluggeschwindigkeit ist kein Selbstzweck. Bewegungsunschärfe, schlechtere Geometrie oder zu geringe Bilddichte können dazu führen, dass eine schnelle Erfassung später kaum verwertbare Daten liefert.

Erfassungsgeschwindigkeit muss deshalb gegen die benötigten Nachweise abgewogen werden. Die schnellste Flugroute ist nicht automatisch die technisch beste Prüfung.

Thermische und sichtbare Aufnahmen liefern unterschiedliche Informationen über denselben Anlagenteil. Das sichtbare Bild kann Glasbruch, Verschmutzung, Vegetation, Schatten oder mechanische Veränderungen zeigen, während das Wärmebild thermische Unterschiede während des Betriebs sichtbar macht.

Diese Kombination ist hilfreich, weil eine thermische Abweichung häufig erst im Kontext verständlich wird. Ein warmer Zellbereich kann anders bewertet werden, wenn das Sichtbild gleichzeitig einen Schatten oder eine starke Verschmutzung zeigt.

Umgekehrt kann ein Modul äußerlich unauffällig sein und dennoch ein ungewöhnliches Temperaturmuster zeigen. Dann kann der Befund Anlass für eine elektrische Prüfung sein, obwohl im sichtbaren Bild kein klarer Schaden erkennbar ist.

IEC 62446-3 behandelt für Thermografie an in Betrieb befindlichen PV-Systemen im Außenbereich unter anderem Ausrüstung, Umgebungsbedingungen, Verfahren, Personalkompetenz und Berichtswesen. Ein universelles Temperaturintervall für alle Anlagen wird dabei nicht vorgegeben.

Thermische und sichtbare Daten ergänzen sich damit. Keine der beiden Bildarten ersetzt elektrische Messungen, wenn eine konkrete elektrische Eigenschaft bestätigt werden muss.

Drohnendaten sind besonders nützlich, wenn ein großer Suchraum auf wenige konkrete Orte reduziert werden soll. Zeigt das Monitoring beispielsweise eine Abweichung an einem Wechselrichtereingang, kann eine gezielte Befliegung prüfen, ob im entsprechenden Bereich thermische oder sichtbare Auffälligkeiten vorhanden sind.

Auch nach Ereignissen wie Hagel, Sturm oder Bauarbeiten in der Umgebung kann eine Befliegung helfen, betroffene Flächen zunächst systematisch zu dokumentieren. Dabei sollte bereits vor dem Start klar sein, wonach gesucht wird.

Ein genauer Standortbezug erleichtert anschließend die Wartung. Wenn Reihe, Modul oder Strang bekannt sind, kann das Vor-Ort-Team gezielt dorthin gehen und das passende Messgerät oder Ersatzteil mitführen.

Die Drohne unterstützt außerdem Wiederholungsprüfungen. Wird derselbe Bereich nach einer Reparatur erneut erfasst, lässt sich prüfen, ob ein vorheriges thermisches oder sichtbares Muster noch vorhanden ist.

Für solche Vergleiche müssen allerdings Einstrahlung, Wind, Wolken, Modultemperatur und Aufnahmegeometrie berücksichtigt werden. Unterschiedliche Bedingungen können die Bilder verändern, obwohl am Betriebsmittel selbst nichts verändert wurde.

Mit steigender Zahl der aufgenommenen Bilder wächst auch der Prüfaufwand. Eine große Bildmenge ist nur dann nützlich, wenn die Daten systematisch einem Ort und einem Anlagenobjekt zugeordnet werden können.

Reihe, Block, Strang, Modul oder Betriebsmittel sollten deshalb möglichst früh mit der Aufnahme verknüpft werden. Ein auffälliges Wärmebild ohne belastbare Ortszuordnung erzeugt im Feld häufig zusätzliche Sucharbeit.

Die erste Auswertung sollte Kandidaten erzeugen, nicht automatische Diagnosen. Software oder ein Prüfer kann ungewöhnliche Temperaturmuster markieren, doch Reflexionen, Wolkenwechsel, Schatten, schlechter Fokus oder ungeeignete Blickwinkel müssen anschließend ausgeschlossen werden.

Auch sichtbare Bilder sollten in die Bewertung einbezogen werden. Sie können erklären, ob eine thermische Auffälligkeit mit Vegetation, Verschmutzung oder einem physischen Schaden zusammenfällt.

Ein guter Befund dokumentiert deshalb Ort, Bild, Aufnahmebedingungen und Beobachtung getrennt von der später bestätigten Ursache. Dadurch bleibt nachvollziehbar, wie aus Rohdaten eine Wartungsentscheidung entstanden ist.

Drohnen können die Zahl unnötiger Wege durch große Anlagen reduzieren, beseitigen aber nicht alle Sicherheitsrisiken. Piloten und Prüfer benötigen sichere Start- und Landeplätze, Zugang zum Gelände und Abstimmung mit dem Anlagenbetrieb.

Fluggenehmigungen und betriebliche Einschränkungen hängen vom Standort und den jeweils geltenden Vorgaben ab. Leitungen, Gebäude, Straßen, Personen oder andere Luftraumnutzungen können eine Route begrenzen oder eine Befliegung in bestimmten Bereichen verhindern.

Wind beeinflusst sowohl den Flug als auch die Thermografie. Selbst wenn das Fluggerät noch stabil betrieben werden kann, kann stärkere Luftbewegung die Oberflächenkühlung verändern und damit die Vergleichbarkeit thermischer Muster reduzieren.

Die Flughöhe ist ebenfalls ein technischer Kompromiss. Größere Höhe erleichtert die Flächenabdeckung, während geringere Höhe mehr Detail für Modul- oder Zellbewertung bereitstellen kann.

Nach einem Fund bleibt häufig Bodenarbeit erforderlich. Elektrische Messungen, Kontrolle von Steckverbindern, Modulwechsel oder mechanische Prüfung können nicht aus der Luft durchgeführt werden.

Ein Drohnenflug ist kein kontinuierliches Monitoring. Er dokumentiert einen zeitlich begrenzten Anlagenzustand. Intermittierende Fehler können während des Fluges fehlen, und neue Probleme können später entstehen.

Auch thermische Muster beweisen keine Ursache. Eine lokale Erwärmung oder ein ungewöhnlicher Strang kann durch unterschiedliche elektrische, physische oder umgebungsbedingte Faktoren entstehen. Für die technische Bestätigung können weitere Prüfungen notwendig sein.

Drohnenbilder messen weder Isolationswiderstand noch Polarität, Kurzschlussstrom, Leerlaufspannung oder Schutzleiterdurchgängigkeit. Diese Eigenschaften müssen mit geeigneten elektrischen Verfahren bestimmt werden.

Software kann die großen Bildmengen ordnen, Orte zuweisen und Kandidaten für die menschliche Prüfung hervorheben. Sie ersetzt jedoch keine elektrische Prüfung und keine fachliche Bewertung der Ursache oder des Sicherheitszustands.