Drohnen mit Wärmebildkameras überprüfen Photovoltaikanlagen

 

Ihre Photovoltaikanlage liefert weniger Ertrag und hat Leistungseinbußen, Sie vermuten, dass PV-Module defekt sind? Sie haben eine neue Photovoltaikanlage und wollen die Funktionsfähigkeit unabhängig überprüfen? Dann sind Sie hier genau richtig. Wir bieten Lösungen und suchen mit modernen Drohnen, ausgestattet mit messgenauen Wärmebildkameras, nach Fehlern und Defekten an Photovoltaikanlagen.

Seit 2011 untersuchen wir Photovoltaikanlagen und nutzen dabei den Vorteil der Thermografie mit Drohnen. Mit fast zehnjähriger Erfahrung sind wir ein Spezialist in dieser Anwendung. Rückblick, unsere erste Drohne mit Wärmebildkamera für PV-Anlagen. Mit unserer Dienstleistung tragen wir dazu bei Photovoltaikanlagen zu optimieren. Wir unterstützen Sie bei der Durchsetzung von Garantien und der Geltendmachung von Ertragsausfällen gegenüber Versicherungen. Die Sicherstellung des optimalen Wirkungsgrades Ihrer Photovoltaikanlage, insbesondere vor dem Hintergrund sinkender Einspeisevergütung, wird somit gewährleistet. Mit unserem Dienstleistungsangebot bei der Fehlersuche und Optimierung von PV-Anlagen begleiten wir neben kleinen Solaranlagenbetreiber, Planer, Anlagenbauer, Betriebsführungsgesellschaften, Betreiber, Käufer und Verkäufer. Optimieren Sie jetzt mit unseren Experten Ihre Photovoltaikanlage.

Rufen Sie uns an Telefon 0172 3542182. Wir sind für Sie da.

 

Video - Drohne mit Wärmebildkamera findet Fehler an PV-Anlage

 

Solarmodule mit Thermografie Drohne überprüfen

Mithilfe der Thermografie werden Fehler an Photovoltaikanlagen und Solarmodulen sichtbar. Dabei fliegt die Drohne in einer bestimmten Höhe über die Solarmodule. Lokale Defekte an den Solarmodulen erhöhen den Widerstand und führen somit zu einer Wärmeentwicklung. Die Untersuchungen finden im laufenden Betrieb statt. Beschädigte oder fehlerhafte Solarzellen (Hotspots) bzw. Solarmodule weisen über- bzw. unterdurchschnittliche Temperaturen auf. Durch die berührungslose Messung mit der Wärmebildkamera werden beschädigte Solarmodule detektiert und weitere Auffälligkeiten an den Photovoltaikanlagen sichtbar gemacht. An Drohnen werden die Wärmebildkameras zu perfekten Messwerkzeugen. Wärmebildkameras an Drohnen können im Winkel zur Oberfläche individuell angepasst werden. Ein Vorteil, da der ideale Winkel zu den PV-Modulen bei der Messung mit 90° empfohlen wird. In der Praxis haben sich Drohnen mit Wärmebildkameras bei der Fehlersuche an PV-Anlagen seit vielen Jahren bewährt. 

 

Defekte und Fehler an PV-Modulen mit Thermografie erkennen

  • Defekte Bypass-Dioden z.B. durch Kurzschluss
  • Kontaktprobleme an Bypass-Dioden
  • Bildung von Hotspots
  • Glasbruch
  • Modulausfall (auch Teilausfall)
  • Fehlerhafte Montage u.a. Verkabelung etc.
  • eindringende Feuchtigkeit Eliminationen, 
  • Risse und mechanische Brüche
  • String im Leerlauf
  • PID - Potenzialinduzierte Degradation u.s.w.

Infrarotbilder von defekten Solarmodulen

 Infrarotbild von Drohne zeigt PID an PV Modulen Ort Sachsen AnhaltPilot steuert Infrarot Drohne ueber PhotovoltaikanlageInfrarotbild 02 von Drohne zeigt String im Leerlauf Ort in Sachsen

Infrarotbild von Drohne zeigt viele String im Leerlauf Ort in Sachsen 100 MeterBodenstation fuer Waermebild Livebild DrohneInfrarotbild 02 von Drohne zeigt Solarmodule mit Zellrissen Ort Sachsen

Infrarotbild Luftaufnahme defekte Solaranlage in SachsenWrmebildkamera an der Drohne nahInfrarotbild Solaranlage Blitzeinschlag Thueringen

Infrarotbild von Drohne zeigt ttermisch auffaeligen Substring Ort Sachsen AnhaltInfrarobild Fehler PV Anlage Sachsen Hotspot Glasbruch 02Infrarotbild defekte Solarmodule Substrings Brandenburg

 

 

Ist eine Überprüfung der PV-Anlage sinnvoll?

Bei unerklärlichen Leistungsverlusten einer Photovoltaikanlage, egal ob Dach- oder Freiflächenanlage, ist die Thermografie die Erste Wahl. Drohnen mit Wärmebildkamera helfen schnell, zuverlässig und kostengünstig defekte Solarmodule aufzuspüren. Insbesondere für größere PV-Freiflächenanlagen ist die Untersuchung empfehlenswert. Grund: Die Kosten sinken pro Solarmodul und einzelne Defekte werden sichtbar, die aufgrund der Gesamtleistung nicht auffallen würden. Wir empfehlen nach der Erstinbetriebnahme einer PV-Anlage eine thermografische Überprüfung vorzunehmen. Auch der Verkauf einer bestehende Solaranlage ist ein Grund für eine thermografische Überprüfung.

Mit der Thermografie können nach der Erstinbetriebnahme Fehler an PV-Modulen und bei der Installation, zum Beispiel Module mit Verschattung, ausgeschlossen werden. Beim Verkauf einer PV-Anlage kann der Verkäufer mit der Thermografie darstellen, dass die Solarmodule in Ordnung sind (siehe Photovoltaikcheck). Ebenfalls sollten Betreiber von Solaranlagen vor Ablauf der Garantie die PV-Module thermisch überprüfen lassen. Betreiber sollten sich bewusst machen, dass Solaranlagen technische Anlagen sind. Und technische Anlagen sollten regelmäßig gewartet werden.

 

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Was kostet eine thermografische Untersuchung

Die Kosten für zum Beispiel eine PV-Dachanlage mit einer Leistung von 10 kWp betragen ca. 200 Euro. Das beinhaltet die Untersuchung mit der Drohne und Wärmebildkamera, die Auswertung und einen Bericht. Für große Photovoltaikanlagen-Betreiber (Freiflächen) rechnen wir den Einsatz mit Drohne und Personal mit einem Tagessatz ab. Die Auswertung wird mit einem Stundensatz berechnet. Dieses Abrechnungsmodell hat sich in der Vergangenheit bewährt. Bei diesem Modell zahlt der Auftraggeber nur den tatsächlichen Aufwand. Es sind auch individuelle Vereinbarungen möglich.

Gesetzliche Vorschriften zum Befliegen von PV-Anlagen

Unser Drohnenteam besteht bei Einsätzen aus zwei Personen (Ausnahmen sind möglich), dem Piloten/Steurer und dem Kameraoperator. Warum ist das so? Laut § 21b der Luftverkehrsordnung (LuftVO) ist es verboten, Drohnen außer Sichtweite zu fliegen. In Sichtweite heißt der Pilot/Steurer muss jederzeit die Fluglage der Drohne erkennen und das ohne optische Hilfsmittel. Durch die zweite Person im Team arbeiten wir gesetzeskonform und behalten Drohne und Solarmodule im Blick. Sicherheit steht bei paul kitawa an erster Stelle!

Unsere Erste Drohne mit Wärmebildkamera

Wie alles begann - Rückblick 

Eigentlich kommen wir aus der Film- und Videoproduktion. Unser Hauptgeschäft bestand darin strategische Imagefilme für Unternehmen und diversen Organisationen zu produzieren. Als der Hype um die Drohnen begann, setzten auch wir uns mit dem Thema Drohnen und Luftaufnahmen intensiv auseinander. Dazu gehörte auch eine entsprechende Bedarfsanalyse bei unseren Kunden. In einem Gespräch mit dem Geschäftsführer der uesa GmbH wurde grundsätzliches Interesse bekundet, wobei sein Fokus auf etwas anderes lag. Er fragte, ob es möglich sei, so eine Drohne auch mit einer Wärmebildkamera auszustatten. Er hätte Interesse, dass seine Investition in eine Photovoltaikanlage, mit einer Wärmebildkamera überprüft wird. Eine Überprüfung mit einem Hubschrauber, welche hohe Kosten im fünfstelligen Bereich betrug, waren für ihn wirtschaftlich nicht darstellbar. 

Intensiv befassten wir uns mit dem Thema Thermografie, Drohne, Wärmebildkamera und Photovoltaikanlagen. Schnell mussten wir feststellen, dass es keine professionellen Multikoptersysteme mit Infrarotkameras gab. Wir fragten bei verschiedenen Drohnenherstellern in Deutschland an, ob es möglich sei, eine Wärmebildkamera in eine Drohne zu integrieren. Im Saarland wurden wir fündig. Bei der Suche nach einer Wärmebildkamera hatten wir uns für FLIR T 620 beim Marktführer FLIR entschieden. Die Kaufentscheidung fiel aufgrund der Auflösung mit 640 x 460 Pixel und der Möglichkeit, die Wärmebildkamera über W-LAN mit dem iPad zu steuern. Auch war die Kamera für den Einsatz mit der Hand geeignet. 

 

Video - Erste Drohne mit Wärmebildkamera im Einsatz bei der uesa GmbH

 

Nach wenigen Wochen wurde die Drohne mit einer Kamerahalterung (Gimbal) für unsere Wärmebildkamera geliefert. Parallel haben wir die Zeit für Qualifikationen in der Anwendung der Thermografie an PV-Anlagen genutzt. Die praktische Anwendung mit der Drohne musste selbst erarbeitet werden. Es gab bisher keine Erfahrungen in diesem Bereich. Wir waren sehr aufgeregt und fieberten dem ersten Einsatz entgegen. Dann war es soweit, die Drohne stieg in die Luft. Zu einem Monitor am Boden wurde das Livebild der Wärmebildkamera übertragen. In Absprache mit dem Piloten bewegte sich der Thermograf mit einem iPad, welches zur Steuerung der FLIR-Kamera über W-LAN genutzt wurde, durch die PV-Anlage. Wir waren zufrieden, unser Plan, so schien es, ging auf. Leider kam es anders. Auf einmal fingen die Probleme an. Nach circa dreißig Minuten Einsatzzeit war es nicht mehr möglich die Wärmebildkamera über W-LAN mit dem iPad zu verbinden. Alles Versuche blieben ohne Erfolg. Auch nach gemeinsamer Fehlersuche mit dem Kamerahersteller konnte das Problem nicht gelöst werden. Die Funktionalität der Wärmebildkamera mit W-LAN war nicht gegeben. 

Mittlerweile wurden wir von einem Automatisierungsingenieur mit vielen Jahren Erfahrung im Bau von Flugmodellen, dazu gehörten auch Drohnen, im Team unterstützt. Es wurden Lösungen entwickelt, bei der das Fokussieren und Auslösen des einzelnen Infrarotbildes in der Wärmebildkamera mit dem Steuergerät des Piloten realisiert werden konnte. Mit dieser Lösung war die Drohne endlich einsatzbereit und wir konnten wichtige Erfahrungen bei der Aufnahme von Wärmebildern und in der Auswertung der radiometrischen Daten machen. 

Ende 2012 fingen wir als Anwender an, unsere Drohnen mit Wärmebildkameras selbst aufzubauen. Mit der Optris GmbH, einem Berliner Hersteller vom Wärmebildkameras, fanden wir einen sehr guten Partner. Wir entwickelten eigene Lösungen zur Erfassung von radiometrischen Daten mit einer Auflösung von 640 x 480 Pixeln. Der wesentliche Unterschied zur vorherigen Wärmebildkamera war das Gewicht. Die neue Wärmebildamera war fast ein Kilogramm leichter und das bedeutete mehr Flugzeit für die Drohne. Die Unterstützung des Berliner Unternehmens war sehr groß und bald hatten wir unsere erste eigene Drohne mit Wärmebildkamera am Markt.

Dabei setzten wir auf die Wärmebildkamera optris PI 640 mit einer Messgenauigkeit von < ± 2 K oder < ± 2 %. Die Kamera ist kalibrierbar und wird in der Drohne mit einem leistungsfähigen und robusten PC betrieben. Die Drohne und die Wärmebildkamera haben sich im Einsatz bewährt. Heute gibt es fertige Systeme von DJI und anderen Herstellern zu kaufen. Auch diese Drohnen mit Wärmebildkameras haben sich bewährt. Dennoch ist ein näherer Blick empfehlenswert. Hier ein Tipp - siehe Vergleich zweier Wärmebildkameras.

 

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Drohne checkt PV-Anlage kurz nach Erstinbetriebnahme

Im April dieses Jahres erhielten wir von einem Energieversorgungsunternehmen den Auftrag, eine PV-Dachanlage mit einer installierten Leistung von 160,65 kWp zu überprüfen. Die Untersuchung mit Drohne und Wärmebildkamera ergab, dass alle Solarmodule thermisch unauffällig waren. Bis auf ein Solarmodul. Im Infrarotbild zeigte sich deutlich ein Hotspot. Bei der Messung des Hotspots wurde eine Temperatur von über 100°C angezeigt. Der Hotspot wurde durch eine Verschattung verursacht, welche in der Planung nicht berücksichtigt wurde. Berücksichtigt man den Sonnenverlauf, sind noch andere Solarmodule betroffen. Ein Blick in das Datenblatt des Solarmoduls ergab, dass die Betriebstemperatur mit -40 bis 85°C angegeben wurde. Im Ergebnis der Untersuchung wurde die Verschattung beseitigt. Welche Fehler und Defekte eine Drohne mit Wärmebildkamera erkennt, erfahren Sie hier.

Infrarotbild von einer Drohne zeigt Hotspot durch VerschattungRealbild von einer Drohne VerschattungMessung im Infrarotbild von einer Drohne zeigt Hotspot durch Verschattung 

Photovoltaikanlagen vor dem Verkauf mit Thermografie checken

Viele gebrauchte Photovoltaikanlagen, wechseln den Besitzer. Das Interesse von Käufern von bereits in Betrieb gegangenen Photovoltaikanlagen zu erwerben, ist groß. Im Sommer 2014 haben wir eine 4,5 MWp PV-Anlage in Brandenburg im Auftrag eines Solarparkbetreibers, welcher diese erst kürzlich erworben hatte, gemeinsam mit einem TÜV zertifizierten Gutachter untersucht. Die Überprüfung der PV-Anlage seitens des Gutachters auf der Installationsseite ergab keine gravierenden Mängel. Die Fehlersuche an der PV-Anlage auf Modulebene erfolgte mit einer Drohne mit Wärmebildkamera. In diesem Fall wurde nach Auswertung der Infrarotbilder aus der Luft eine weitere Fehleranalyse am Boden durchgeführt. Zu Fuß wurden nochmals einige Fehler an der Solaranlage detailliert in einem Wärmebild erfasst (siehe Infrarotbilder-Handkamera mit Fehler an PV-Modulen - thermisch auffällige Substrings). Nach Auswertung der radiometrischen Daten wurden 189 Solarmodule mit thermisch auffälligem Substring und 11 mit Hotspots detektiert. Diese Überprüfung zeigt, wie empfehlenswert eine Überprüfung mittels Thermografie für Verkäufer und Käufer ist.

Fehler Substring03 an PV Modulen beim Solarpark Check Fehler Substring01 an PV Modulen beim Solarpark CheckFehler Substring02 an PV Modulen beim Solarpark Check

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