Eine Drohnenbefliegung mit Wärmebildkamera zeigt, wo auf einer PV-Anlage Zellen, Modulteile, ganze Module, Reihen oder Steckverbinder wärmer sind als ihre Umgebung. Sie zeigt nicht sicher, warum. Und sie ersetzt nicht die elektrische Prüfung. Ein Wärmebild ersetzt die Prüfverfahren nach DIN VDE 0100-600 oder DIN VDE 0105-100 nicht, es ergänzt sie. Sein Nutzen liegt darin, dass die anschließende Messung gezielt dort ansetzen kann, wo etwas auffällt.
Was ein Wärmebild überhaupt zeigt
Eine Wärmebildkamera erfasst die Wärmestrahlung einer Oberfläche und stellt Temperaturunterschiede als Farben dar. Bei einer PV-Anlage in Betrieb erwärmen sich gleichartige Module unter gleichen Bedingungen ähnlich. Weicht eine Zelle, ein Modul oder eine Reihe davon ab, ist das ein Hinweis auf einen Fehler.
Das Bild zeigt die Oberfläche. Was darunter liegt, etwa Kabel unter den Modulen oder in Kabelkanälen, sieht die Kamera nicht. Glas spiegelt außerdem Wärmestrahlung aus der Umgebung. Die Auswertung ist deshalb keine reine Bildbetrachtung, sondern braucht Erfahrung mit Mustern und Fehlerquellen.
Typische Muster und was dahinterstecken kann
- Eine einzelne überhitzte Zelle. Das ist der klassische Hotspot. Ursachen sind etwa Zellbruch, Verschattung, Verschmutzung oder eine schlechte Lötstelle. Mehr dazu im Beitrag Hotspot im Solarmodul.
- Ein Drittel des Moduls gleichmäßig wärmer. Hier ist oft ein Teilstring kurzgeschlossen, häufig über die Bypassdiode.
- Ein ganzes Modul wärmer. Das Modul arbeitet ohne Last und gibt keinen Strom ab.
- Eine ganze Reihe gleichmäßig wärmer. Der String läuft ohne Last. Ursache kann etwa eine Sicherung, ein Steckverbinder, ein Kabel oder der Wechselrichtereingang sein.
- Erwärmte Steckverbinder oder Anschlussdosen. Ein erhöhter Übergangswiderstand setzt dort Leistung in Wärme um.
Jedes Muster grenzt die möglichen Ursachen ein. Welche davon zutrifft, klärt die Messung.
Warum aus der Luft
Auf großen Hallendächern und Freiflächen erfasst oft nur der Blick von oben das ganze Modulfeld. Vom Boden aus sieht man bei flach geneigten Anlagen kaum etwas. Ein Rundgang mit einer Handkamera dauert lange und ist auf dem Dach nur mit Absturzsicherung möglich. Die Drohne fliegt das Feld dagegen in Bahnen ab und nimmt die Module aus einem ähnlichen Blickwinkel auf. Das macht die Bilder untereinander vergleichbar.
Aus überlappenden Fotos lässt sich zusätzlich ein Orthofoto erstellen, also eine maßstäbliche Draufsicht der Anlage. Darauf kann jede Auffälligkeit ihrem Modul und ihrer Reihe zugeordnet werden. Für den Fachbetrieb, der später messen oder tauschen soll, ist diese Zuordnung oft genauso wichtig wie das Wärmebild selbst.
Was die Befliegung nicht zeigt
- die sichere Ursache eines Fehlers
- Isolationsfehler sowie Mängel am Schutzleiter oder an Schutzeinrichtungen
- Fehler im Inneren des Wechselrichters und auf der Wechselstromseite
- Kabel und Verbindungen, die verdeckt liegen
- eine gleichmäßige Alterung aller Module
- den Zustand der Dachhaut unter den Modulen
Wer Sicherheit und Funktion der Anlage nachweisen muss, braucht deshalb weiterhin die Prüfung durch eine Elektrofachkraft mit Messungen. Bei gewerblich betriebenen Anlagen ist sie wiederkehrend vorgeschrieben. Mehr dazu im Beitrag Muss eine PV-Anlage regelmäßig geprüft werden?
Wann das Wärmebild aussagekräftig ist
Ein Wärmebild von der PV-Anlage ist nur so gut wie die Bedingungen beim Flug. Die Praxis nennt mit Bezug auf die IEC TS 62446-3 einige Voraussetzungen.
- Die Anlage ist in Betrieb und speist ein.
- Die Einstrahlung auf die Modulebene beträgt mindestens etwa 600 W/m².
- Es weht wenig Wind, und am Himmel sind kaum Wolken.
- Der Blickwinkel auf die Module ist nicht zu flach, sonst steigt die Reflexion.
Wind kühlt die Module ungleichmäßig, Wolken verändern die Einstrahlung von Minute zu Minute. Beides kann Muster verwischen oder vortäuschen. Der Flugtermin richtet sich deshalb nach dem Wetter. Ein fester Termin lange im Voraus ist selten sinnvoll, ein Zeitfenster mit kurzfristiger Abstimmung passt besser.
Was Sie als Betreiber vorbereiten können
- einen Modulbelegungsplan oder Stringplan, falls vorhanden
- Angaben zu Wechselrichtern und Anlagengröße
- Monitoringdaten und bekannte Fehlermeldungen
- einen Ansprechpartner vor Ort für den Flugtag
- die Information, ob die Anlage zeitweise abgeregelt oder abgeschaltet wird
Während der Befliegung sollte die Anlage normal laufen. Ein Betreten des Daches ist für die Aufnahmen nicht nötig.
Was Sie nach der Befliegung erhalten
Bei FLYX erhalten Sie Wärmebildaufnahmen und hochauflösende Fotos, auf Wunsch auch ein Orthofoto der Anlage. Jede Auffälligkeit ist im Befund mit Ort und Dringlichkeit beschrieben. Dazu kommt die elektrotechnische Einordnung. Sie beschreibt, welches Muster vorliegt, welche Ursachen in Frage kommen und wo gemessen werden sollte.
Ebenso wichtig ist, was wir nicht liefern. Wir liefern Wärmebildaufnahmen und elektrotechnische Einordnung, kein Thermografie-Gutachten. Wir sind keine zertifizierten Thermografen. Die elektrische Prüfung mit Messungen übernimmt Ihr Elektrobetrieb oder Prüfdienstleister, ebenso eine notwendige Instandsetzung. Unsere Daten sind so aufbereitet, dass Fachbetrieb und Prüfer direkt damit arbeiten können.
So unterstützen wir Sie
Wir planen die Befliegung Ihrer PV-Anlage nach dem Wetter, fliegen mit Wärmebild- und Fotokamera und liefern einen Befund mit Ort und Dringlichkeit. Als Elektroniker und Elektrokonstrukteure ordnen wir die Auffälligkeiten ein, die Messung bleibt Sache Ihrer Elektrofachkraft. Mehr dazu unter PV-Anlage prüfen lassen, Fragen beantworten wir gern über den Kontakt.