PV-Anlagenfehler und -ursachen

Risse oder Brüche in PV-Modulen entstehen häufig als Folge extremer Wetterbedingungen oder physischer Einwirkungen. Solche Ausfälle können die Effizienz des Moduls beeinträchtigen. Die Luftthermografie mit Drohnen kann anhand der Oberflächentemperaturen Hinweise auf mögliche Schäden liefern. Risse oder Mikrorisse lassen sich durch thermische Auffälligkeiten allein nicht bestätigen; dafür sind ergänzende Prüfungen erforderlich.

Wechselrichter sind wichtige Komponenten, die den von Solarmodulen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln. Ausfälle von Wechselrichtern werden in der Regel durch Überhitzung oder elektrische Probleme verursacht.

Unter Verschattung versteht man den Zustand, bei dem ein oder mehrere PV-Module im Schatten liegen. Durch die Verschattung verringert sich die Effizienz der Module, was zu einer Verringerung der Energieproduktion führt. Durch die Erkennung von Schattenbereichen mittels Luftthermografie kann das Modullayout optimiert werden.

Eine unzureichende Kühlung der Module kann zu einer Überhitzung und damit zu Leistungseinbußen führen. Durch die Untersuchung der Temperaturverteilung der Module kann die Luftthermografie Hinweise auf Kühlprobleme liefern. Nach Prüfung der Ursache können Verantwortliche rechtzeitig notwendige Maßnahmen ergreifen.

Wenn die Module nicht regelmäßig gereinigt werden, kann es zur Ansammlung von Faktoren wie Staub, Schmutz und Vogelkot kommen. Dadurch wird die Oberfläche der Module beschichtet und verhindert, dass sie das Sonnenlicht effizient absorbieren. Luftthermografie kann verschmutzte oder kontaminierte Module erkennen und zur Reinigung weiterleiten.

Die Luftthermografie mit Drohnen kann die Erkennung und gezielte Behebung solcher Störungen in Solarkraftwerken unterstützen. Durch die KI-gestützte, fachlich überprüfte Analyse der aus der Luft gewonnenen thermischen Daten mit MapperX können mögliche Probleme frühzeitig erkannt und Maßnahmen vorbereitet werden. Die Ergebnisse hängen von den Aufnahmebedingungen, der Datenerfassung und der Validierung ab. Bestätigte Befunde und geeignete Maßnahmen können einen effizienteren Betrieb unterstützen, die Energieproduktion steigern und die Wartungskosten für Solaranlagen senken.

• Zellenfehler

Er entsteht, wenn sich Zellen des Moduls überhitzen. Auf Wärmebildern ist er als Punkt zu erkennen, an dem die Temperatur höher ist als am Rest des PV-Moduls.

• Multizellenfehler

Eine Anomalie, die auftritt, wenn mehr als eine Zelle im Modul überhitzt. Dies wird in den thermischen Daten durch einige Stellen angezeigt, an denen die Temperatur eine höhere Intensität aufweist als im Rest des Moduls.

• Diodenfehler

Eine Bypass-Diode stellt einen alternativen Strompfad um einen betroffenen Zellbereich bereit. Ein thermisches Muster bei etwa einem Drittel des Moduls kann auf eine aktive oder fehlerhafte Bypass-Diode hinweisen; das Muster hängt vom Modulaufbau ab. Ein Diodenfehler muss durch ergänzende Prüfungen bestätigt werden.

• Multidiodenfehler

Wenn mehrere Teilstrings überbrückt oder von Diodenproblemen betroffen sind, können mehrere Modulbereiche thermisch auffallen. Die betroffene Fläche hängt von Schaltung und Betriebszustand ab, nicht von einem festen Bruchteil. Die Ursache muss durch geeignete Prüfungen bestätigt werden.

• Hotspot-Fehler

Ein Hotspot ist ein örtlich begrenzter Bereich erhöhter Temperatur. Rückwärts vorgespannte oder beschädigte Zellen und widerstandsbehaftete Verbindungen können elektrische Leistung als Wärme abgeben. Verschattung, Verschmutzung und Defekte erfordern unterschiedliche Prüfungen; das Wärmebild allein bestätigt die Ursache nicht.

• Anschlusskastenfehler

Die Modulanschlussdose enthält elektrische Verbindungen und häufig Bypass-Dioden und verbindet die Modulschaltung mit den äußeren Leitungen. Auffällige Erwärmung kann eine Prüfung der Verbindungen oder Dioden nach Herstellervorgaben erfordern.

• Modulfehler

Ein Temperaturkontrast des gesamten Moduls kann mit einem anderen elektrischen Betriebszustand, einer Trennung oder einem Modulproblem zusammenhängen. Er beweist keinen vollständigen Ausfall. Strangschaltung und Betriebsdaten müssen geprüft werden.

• Schattenfehler

Gemeint ist der Ertragsrückgang infolge der Erwärmung, die durch die Verschattung eines bestimmten Bereichs des Solarmoduls verursacht wird. Die Verschattung des Solarmoduls wird in der Regel durch Bäume, Gebäude oder andere Objekte verursacht.

• Rissfehler

Risse auf der Oberfläche oder in den Zellen eines Solarmoduls können dessen Leistung verringern und thermische Auffälligkeiten verursachen. Solche Auffälligkeiten allein bestätigen jedoch weder Risse noch deren umgebungsbedingte Ursache; ergänzende Prüfungen sind erforderlich.

• Verschmutzung

Eine Erwärmungsstörung, die durch Schmutz, Staub oder andere Ablagerungen verursacht wird, die sich auf der Oberfläche des Solarmoduls angesammelt haben.

• Verschattung durch Bewuchs

Die Module werden durch Vegetation blockiert. Der Schatten, der durch das Wachstum von Pflanzen in der Nähe der Solarmodule entsteht, kann zu lokalen Erwärmungen führen und die Energieproduktion verringern.

• Delaminationsfehler

Delamination bezeichnet die Trennung verklebter Modulschichten. Sie kann optische Eigenschaften oder den Schutz vor Feuchtigkeit beeinträchtigen. Sie ist weder gleichbedeutend mit einem Dünnschichtdefekt noch ein Beweis für einen unmittelbar bevorstehenden Brand. Ausmaß und elektrische Risiken sind fachlich zu bewerten.

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A. Thermische und visuelle Inspektion: Eine regelmäßige visuelle Inspektion von Solarmodulen kann sichtbare Brüche, Risse, Verunreinigungen oder Verschattungen frühzeitig aufzeigen. Die thermische Inspektion ergänzt sie durch Hinweise auf Temperaturauffälligkeiten; Fehlerart und Ursache müssen bei Bedarf durch weitere Prüfungen bestätigt werden.

B. Elektrische Tests: Der elektrische Wirkungsgrad und die Verbindungen der Module werden mit Multimetern und anderen Testgeräten überprüft.

C. Wetterüberwachung: Die Effizienz von Solarmodulen kann durch Wetterbedingungen beeinflusst werden. Mit der Wetterüberwachung wird die Leistung der Module an sonnigen Tagen überwacht.

A. Beschädigtes Glas oder Zellen: Das Abdichten eines Risses ist keine nachgewiesene Modulreparatur. Qualifiziertes Personal muss Sicherheit und Leistung bewerten, Herstellervorgaben befolgen und das Modul bei Bedarf ersetzen. Nachweise für eine mögliche Garantieprüfung aufbewahren.

B. Behebung von Verschattungsproblemen: Schattierungsprobleme können gelöst werden, indem die Installation des Moduls noch einmal überprüft und Hindernisse entfernt werden.

C. Beseitigung von Leistungsabfall und Effizienzproblemen: Leistungsabfall und Effizienzprobleme können durch Reinigung, Wartung und Aufrüstung der Module reduziert werden.

D. Elektrische Verbindungen: Prüfung und Instandsetzung erfolgen durch qualifiziertes Personal nach dem Freischaltverfahren des Standorts und den Herstellervorgaben. DC-Steckverbinder nicht unter Last trennen und Klemmen nicht pauschal nachziehen.

E. Feuchtigkeitseintritt: Beschädigte Gehäuse, Dichtungen oder Modulstrukturen untersuchen. Das Aufbringen von Dichtmittel beweist nicht, dass Isolation oder Zuverlässigkeit wiederhergestellt sind. Herstellervorgaben für Bewertung und Austausch beachten.

Inspektions- und Reinigungsintervalle richten sich nach Herstellervorgaben, Standortrisiken und Betriebsdaten. Nach Unwettern, wiederkehrenden Alarmen oder unerwarteten Ertragsverlusten können zusätzliche Prüfungen nötig sein. Eine allgemeingültige Häufigkeit gibt es nicht.

Professionelle Unterstützung:

Die Diagnose und Behebung elektrischer Fehler gehören in die Hände qualifizierten Personals, auch bei vermeintlich einfachen Problemen. Sicherheitsverfahren des Standorts und Herstellervorgaben beachten.

Daten aus RGB-Inspektionen zeigen im Allgemeinen physische Schäden an Solarmodulen. Dazu können Dinge wie zerbrochenes Glas, abgebrochene Kanten, Vogelkot und Kratzer gehören. Solche Defekte reduzieren die Lichtmenge, die das Solarmodul einfangen kann, was wiederum die Menge an Strom verringert, die es erzeugen kann.

Mikrorisse können bei Herstellung, Transport, Montage oder Betrieb entstehen. Für Verpackung, Heben, Lagerung und Montage gelten die jeweiligen Herstellervorgaben. Zellteilung und Anzahl der Verbindungen bestimmen nicht allein die Rissbeständigkeit; Konstruktion, Qualifikation und Handhabung sind ebenfalls maßgeblich.

Die thermische Inspektion in Solarkraftwerken ist eine weit verbreitete Methode zur Erkennung möglicher Schäden an PV-Modulen. Thermodrohnen messen die Oberflächentemperatur der Module, und diese Daten werden mit der KI-gestützten Software MapperX analysiert und fachlich überprüft, um Anomalien im Modul zu identifizieren. Beispielsweise kann sich eine Beschädigung einer Zelle durch einen hohen Temperaturunterschied bemerkbar machen. Die Ergebnisse hängen von den Aufnahmebedingungen, der Datenerfassung und der Validierung ab. Thermische Hinweise können gezielte Folgeprüfungen und Reparaturen unterstützen und dadurch zur Verbesserung der Stromerzeugung beitragen.

Vorbereitung: Vor der Inspektion ist es wichtig, die richtige Ausrüstung auszuwählen und günstige Wetterbedingungen zu ermitteln. Auch die richtige Kalibrierung von Wärmebildkameras sollte nicht vergessen werden.

Flugplanung (mit Drohnen): Flugplanungsvorgänge sollten gemäß den von MapperX ermittelten Flugplänen durchgeführt werden. Drohnen werden zur schnellen und effizienten thermischen Inspektion von Solarkraftwerken eingesetzt. Bei der Planung der Flugbahn ist es wichtig, die Module im optimalen Winkel aufzunehmen und eine vollständige Abdeckung zu gewährleisten.

Datenerfassung: Die Drohne misst die Oberflächentemperaturen von PV-Modulen mit einer Wärmebildkamera. Diese Daten werden mit der MapperX-Software analysiert und Module mit abnormalen Temperaturwerten werden erkannt.

Analyse und Reporting: Die gewonnenen Daten werden mit MapperX KI-gestützt analysiert und fachlich überprüft, um thermische Auffälligkeiten und mögliche Schadstellen zu lokalisieren. Auf Basis dieser Daten wird ein detaillierter Bericht erstellt. Im Bericht werden Ausdehnung, mögliche Art und Ort der Auffälligkeiten sowie bestätigte Schäden entsprechend dem Validierungsstand aufgeführt.

Produktionsfehler: Obwohl PV-Module gegen Herstellungsfehler ausgelegt sind, beeinträchtigen einige Fehler in der Massenproduktion die Qualität der Produkte.

Transport und Installation: Während des Transports vom Produktionswerk zum Kraftwerk und während der Installation können Module beschädigt werden. Dadurch verkürzt sich die Lebensdauer der Module.

Materialien und Konstruktion: Die Zuverlässigkeit hängt von Materialverträglichkeit, Fertigungsqualität und Auslegung ab. Materialstärke oder Kaufpreis allein bestimmen nicht die Haltbarkeit eines Moduls.

Solarmodule können sowohl direkte als auch diffuse Sonneneinstrahlung zur Stromerzeugung nutzen. Wetterbedingungen wie bewölkte Tage, Regen, Schnee und Nebel verringern die verfügbare Sonneneinstrahlung und können die Energieproduktion des PV-Moduls reduzieren. Witterungseinflüsse können zudem über die Zeit zur Alterung des Moduls beitragen.

Schmutz, Staub und Vogelkot, die sich auf der Oberfläche von Solarmodulen ansammeln, verhindern, dass Sonnenlicht direkt auf die Oberfläche des Moduls gelangt. Diese Faktoren verringern die Effizienz der Module und verringern so die Energieproduktion. Vor allem in ländlichen Gebieten landen Vögel auf den Modulen und verursachen solche Probleme.

Äste, Steine oder andere Gegenstände können die Module beschädigen. Risse oder Brüche beeinträchtigen die innere Struktur von PV-Modulen und wirken sich negativ auf deren Leistung aus. Vor allem nach Naturkatastrophen kommt es häufiger zu solchen Schäden.

Bei vergleichbarer Einstrahlung verringern hohe Zelltemperaturen im Allgemeinen die Leistung kristalliner Siliziummodule. Kälte kann die Spannung erhöhen; die Strangauslegung muss elektrische Grenzwerte berücksichtigen. Extremwetter und Temperaturzyklen können mechanische Belastungen verursachen. Kälte bedeutet keinen pauschalen Wirkungsgradverlust.

Module können auch von elektrischen Problemen betroffen sein. Probleme wie Überspannung, Kurzschlüsse oder Unterspannung können die Effizienz und Haltbarkeit der Module stark beeinträchtigen. Diese Umgebungseinflüsse können zu Ausfällen und Störungen von Solarmodulen führen. Daher ist es wichtig, die ordnungsgemäße Funktion der Module durch regelmäßige Wartung, thermische Inspektionen, Reinigung und technische Inspektionen sicherzustellen.

Qualitativ hochwertige Fertigung, sorgfältige Handhabung und Montage sowie die richtige Materialauswahl sind entscheidend, um das Risiko von Ausfällen bei PV-Modulen zu verringern. Hochwertige Module sind der Schlüssel zu einer nachhaltigen und zuverlässigen Energieerzeugung. Solche Maßnahmen können sowohl ökologisch als auch wirtschaftlich zum langfristigen Erfolg von Solartechnologien beitragen.

Die thermische Inspektion ist eine wirksame Methode zur Erkennung von Auffälligkeiten in PV-Modulen. Wärmebildkameras zeigen, wie die Wärme in einem bestimmten Bereich der Module verteilt ist, und können Hinweise auf Funktionsstörungen liefern. So können beispielsweise Teilausfälle von Zellen oder Probleme an Verbindungsstellen thermisch auffallen. Ob die Module ordnungsgemäß funktionieren und welche Fehler vorliegen, lässt sich jedoch nicht allein anhand von Wärmebildern abschließend feststellen; dafür können ergänzende Prüfungen erforderlich sein.

Fehlerfreie Module müssen nicht exakt dieselbe Oberflächentemperatur haben. Vergleichbare Einstrahlung, Montage und Betriebsbedingungen sowie Reflexionen sind zu berücksichtigen. Ein Temperaturunterschied ist ein zu prüfender Befund und kein automatischer Fehlernachweis.

Die Inspektion von PV-Modulen ist eine Methode zur Überprüfung des physischen Zustands von Solarmodulen. Bei Inspektionen wird die Oberfläche der Module auf Risse, Brüche, Verunreinigungen oder andere physische Schäden überprüft.

1. Installationsfehler: Probleme, die durch unsachgemäße Installation oder Montage von PV-Modulen verursacht werden.

2. Lokale Verschattung: Wenn die Module zu bestimmten Zeiten im Schatten bleiben, kann dies die Effizienz beeinträchtigen.

3. Verschmutzung der Module: Wenn Staub, Vogelkot oder andere äußere Faktoren die Oberfläche der Module bedecken, kann dies zu einer Verringerung der Energieproduktion führen.

4. Vegetation in der Umgebung: Der Schatten, der durch das Überwachsen der Pflanzen auf die Module geworfen wird, wirkt sich negativ auf die Energieproduktion aus.

5. Modulrisse: Risse auf der Moduloberfläche können zu Wasserlecks führen und die Leistung des Moduls beeinträchtigen.

6. Herstellungsfehler: Fehler, die während der Produktionsphase der Module gemacht werden, können die Haltbarkeit verkürzen oder verschiedene Probleme verursachen.

7. Wetterereignisse: Naturkatastrophen wie Blitzschlag, Hagel oder Wind können Schäden an Modulen verursachen.

8. Unzureichende Erdung: Wenn die Module nicht ordnungsgemäß geerdet werden, kann dies zu elektrischen Problemen und sogar Bränden führen.

9. Modul-Degradation: Eine Trennung oder Beschädigung der Schichten innerhalb der Module verringert die Effizienz.

10. Sicherungs- oder Steckerfehler: Fehler in den Sicherungen oder Steckern im Stromkreis von PV-Modulen können die Leistung beeinträchtigen, indem sie den Energiefluss unterbrechen.

Mit geeigneter Flugplanung lässt sich das gesamte Solarkraftwerk in kurzer Zeit thermisch erfassen. Die Zuverlässigkeit der Ergebnisse hängt von den Aufnahmebedingungen, der Datenerfassung und der fachlichen Validierung ab.

MapperX ist eine KI-gestützte Softwarelösung zur Auswertung thermischer Inspektionen und zur Erkennung möglicher Fehler in Solarkraftwerken. MapperX analysiert thermische Auffälligkeiten an Solarmodulen automatisiert; die Ergebnisse werden fachlich überprüft. Ihre Aussagekraft hängt von den Aufnahmebedingungen, der Datenerfassung und der Validierung ab.

Fehlererkennung mit künstlicher Intelligenz: MapperX erkennt Hinweise auf potenzielle Fehler durch die Analyse von Wärme- und RGB-Fotos Ihrer Solarmodule. Auffälligkeiten können auf Zellausfälle, Kabelprobleme oder Wechselrichterfehler hinweisen, bestätigen diese Ursachen jedoch nicht allein. Fachlich überprüfte Berichte unterstützen die gezielte Validierung und weitere Fehlerprüfung.

Digital-Twin-Technologie: Erstellt einen digitalen Zwilling für jedes Solarmodul, sodass Sie den dokumentierten Status der PV-Module anhand der verfügbaren Inspektionsdaten verfolgen können. Dies hilft Ihnen, den erfassten Zustand Ihrer Module zu verstehen und Hinweise auf mögliche zukünftige Probleme zu bewerten.

• Anomalieerkennung in PV-Anlagen