Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bisher beschr\u00e4nkt sich die Qualit\u00e4tskontrolle des fertigen PV-Moduls beim Hersteller in der Regel auf die Messung der elektrischen Leistung unter gepulstem Licht (Flasher): Wenn die gemessene Leistung der gefertigten PV-Module der Spezifikation entspricht, erfolgt die Auslieferung, obwohl hier bereits teilweise Fehlstellen vorhanden sind. Diese bestehenden Fehlstellen k\u00f6nnen auf l\u00e4ngere Sicht die Ursache f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Sch\u00e4den werden, die die Lebensdauer und die Leistung eines solchen Moduls ma\u00dfgeblich reduzieren. Mechanische und thermische Belastung w\u00e4hrend des Transports, der Installation und die ungleichm\u00e4\u00dfige und \u00fcberm\u00e4\u00dfige lokale Erw\u00e4rmung beg\u00fcnstigen zus\u00e4tzlich die Ausbreitung solcher Defekte. Vor der Inbetriebnahme einer PV-Anlage erfolgt in der Regel nur eine Pr\u00fcfung der Leerlaufspannungen, Kurzschlussstr\u00f6me und korrekten Polarit\u00e4t der einzelnen PV-Modulstr\u00e4nge. Bei gr\u00f6\u00dferen Anlagen wird zum Teil zus\u00e4tzlich eine etwas umfangreichere Inbetriebnahmemessung durchgef\u00fchrt, indem stichprobenartig ausgew\u00e4hlte PV-Str\u00e4nge mit einem Kennlinienmessger\u00e4t vermessen werden. Defekte Module oder eingeschr\u00e4nkt leistungsf\u00e4hige Module innerhalb eines Stranges sind hierbei nur bedingt erfassbar.
\nIm Projekt Qualit\u00e4tssicherung von installierten Photovoltaik-Anlagen mit Infrarot-Me\u00dftechnik (IR-PV-install) soll f\u00fcr Installateure, Betreiber und Gutachter ein aussagekr\u00e4ftiges Hilfsmittel erstellt werden, um defekte Module in einem PV-Generator schnell, einfach und ber\u00fchrungslos w\u00e4hrend des laufenden Betriebs zu erkennen. Dabei wird mit einer tragbaren Infrarot-Kamera nach typischen Temperaturmustern gesucht, die sich wiederum speziellen Defekten, die eine Leistungsminderung verursachen, zuordnen lassen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenFeldvermessungen an bestehenden Anlagen mit Hilfe einer Thermographiekamera sollen eine aussagekr\u00e4ftige Datenbasis von Moduldefekten schaffen. Die Detailvermessung von auff\u00e4lligen PV-Modulen inklusive zugeh\u00f6riger Kennlinienmessung, Infrarot- und Elektrolumineszenzmessungen im Labor dienen der genauen Charakterisierung der gefundenen Defekte. Die Verkn\u00fcpfung der verschiedenen Untersuchungsergebnisse unter Ber\u00fccksichtigung physikalischer Gesetzm\u00e4\u00dfigkeiten soll typische, markante Schadensmuster herausarbeiten, so dass am Projektende ein Fehlerkatalog vorliegt.
\nArbeitsschritt 1:\t\tProjektkoordinierung und Konzeptdefinition
\nArbeitsschritt 2:\tUmfassende Feldstudien zur Ermittlung real auftretender Modulfehler
\nArbeitsschritt 3, 4:\tDetailuntersuchungen ausgew\u00e4hlter PV-Module Detailuntersuchungen
\n\t\t\t(IR-Sonne, IR-Strom, EL-Strom, U-I-Kennlinie-Sonne, Leistungsmessung mit
\n\t\t\tSonnensimulator (Flasher))
\nArbeitsschritt 5:\tErstellung von Testmodulen mit definiert eingebrachten Defekten
\nArbeitsschritt 6:\tVerifikation der Ergebnisse auf reale, installierte Module in einer Feldstudie
\n\t\t\t(Messung einer 3,5 MWp-PV-Anlage, um die Ergebnisse statistisch abzusichern)
\nArbeitsschritt 7:\tStatistische Auswertung und Festlegung der Bewertungskriterien
\nArbeitsschritt 8:\tDokumentation, \u00d6ffentlichkeitsarbeit<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In den untersuchten PV-Anlagen konnten alle bisher bekannten Fehlerarten mit der IR-Kamera sichtbar gemacht werden. Dabei konnten sowohl Zellbr\u00fcche, mangelhafte L\u00f6tungen, \u00fcberbr\u00fcckte substrings, kurzgeschlossene Zellen unterschieden werden. S\u00e4mtliche PV-Module, die in der IR-Sonne-Aufnahme schon in der \u00dcbersicht auff\u00e4llig w\u00e4rmer waren als benachbarte Zellen, hatten auch eine signifikant reduzierte Leistung. Dies best\u00e4tigt die Aussage, dass die IR-Messungen schnell und zuverl\u00e4ssig Informationen \u00fcber den Zustand einer PV-Anlage liefern k\u00f6nnen. Auch war es m\u00f6glich, einen ersten Zusammenhang zwischen der Fehleranzahl und dem Alter der untersuchten PV-Anlage herzustellen. Zur Verifikation konnten einige der in den Detailuntersuchungen aufgetretenen Defekte mit Hilfe von drei in Reihe verschalteten Ein-Zellen-Modulen nachgebildet werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Um diese Methode der Qualit\u00e4tssicherung von PV-Anlagen einer breiten \u00d6ffentlichkeit bekannt zu ma-chen, wurden bereits erste Ergebnisse auf dem OTTI-Seminar, 25. Symposium Photovoltaische Solarenergie, das im M\u00e4rz 2010 in Kloster Banz (Bad Staffelstein) stattfand, pr\u00e4sentiert.
\nAu\u00dferdem ist eine weitere Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse dieses Projekts auf weiteren nationalen und internationalen Konferenzen sowie in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden in Fachzeitschriften in Vorbereitung, um das Potential dieser Messmethode zu illustrieren.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
F\u00fcr eine weitere detailliertere Auswertung ist es empfehlenswert, eine gr\u00f6\u00dfere Anzahl von PV-Anlagen mit unterschiedlichen Kenndaten zu untersuchen. Dazu ist sowohl eine weitere zeitliche als auch messtechnische Optimierung notwendig. Hierdurch k\u00f6nnte die Korrelation zwischen Temperatur und Leistung zuverl\u00e4ssiger quantifiziert werden, R\u00fcckschl\u00fcsse auf den Zusammenhang zwischen Alter und Anzahl der auftretenden Fehler gemacht werden und detailliertere Aussagen \u00fcber den Minderertrag eine PV-Anlage aufgrund der durchgef\u00fchrten IR-Untersuchung getroffen werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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