Sichere'Photovoltaikanlagen'Planen,'Bauen'und'Betreiben' ' 6'Messverfahren'6' Stephan Neitzel SYSWE GmbH 'Ganderkesee'

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Benedikt Abel
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1 SicherePhotovoltaikanlagenPlanen,BauenundBetreiben 6Messverfahren6 StephanNeitzel SYSWEGmbH 27777Ganderkesee ZerGfiziertnachDINEN473Stufe2alleKlassen SachverständigerfürElektrothermografie(VdS)

2 Lehrinhalte 6GrundlagenderThermografie 6Geräteanforderungen& 6PrakGscheDurchführung 6ZusätzlicheMessgeräte

3 Grundlagen&Geräteanforderung

4 EinführungindieStrahlungsphysik DasElektromagneGscheSpektrum

5 EinführungindieStrahlungsphysik

6 EmissionundReflexion

7 BeispieleEmissionundReflexion Erwünschte Reflexion zum Schutz vor Auskühlung

8 BeispieleEmissionundReflexion Erste Hilfe Folie bietet durch Reflexion Schutz vor Auskühlung

9 BeispieleEmissionundReflexion Erwünschte Emission zum Abtransport von Prozesswärme

10 BeispieleEmissionundReflexion Erwünschte Emission zum Abtransport von Prozesswärme

11 Emission&Reflexion Der Emissionsgrad hängt von der Oberflächenbeschaffenheit, dem Material und der Temperatur ab. Bei Langwellenkamerasystemen hängt die Emission nicht von der Farbe des Gegenstandes ab! Bei der Thermografie von Photovoltaikanlagen kommt es nicht zwingend auf den Emissionsgrad und die Temperatur (Quantitatv) an. Photovoltaikanlagen werden thermische Strukturen (Qualitativ) bewertet.

12 Emission&Reflexion Videosequenz Reflexion

13 QualitätderDetektoren

14 QualitätderDetektoren NETD Noise Equivalent Temperature Difference NUC Non Uniform Correction Ungekühlte FPA Detektoren Gekühlte InSb Detektoren

15 AnforderungenandieTechnik Displayreflexionen bei Sonnenlicht

16 MessfleckgrößeIFOV WichGg!DieUnschärfeistnichtkorrigierbar!

17 MessfleckgrößeIFOV BerechnungdesMessfleckes:mrad(Kamera)xd(Encernung)x3

18 MessfleckgrößeIFOV BeispielEinpunktPyrometer

19 EinstellungSchärfe WichGg!DieUnschärfeistnichtkorrigierbarundführtzu erheblichentemperaturmessfehlern!

20 EinstellungverschiedenenFarbpalede GeleicherLevelundSpanbeiunterschiedlichenPaleden

21 RadiometrischesThermogramm Temperaturreferenz Helligkeit6Level Kontrast Span NatürlicheDarstellung Blau Kalt/Unbeheizt

22 PrakGscheDurchführung

23 MoGvaGonfürInbetriebnahmeundwiederkehrendePrüfung Wertschöpfungskette dauerhaft erhalten Vorbeugenden Brandschutz und Prüfpflichten erfüllen Ausfallwahrscheinlichkeiten minimieren Durchsetzung von Gewährleistungsansprüchen WiederkehrendePrüfungdurch: Zertifizierte Unternehmen (VdS etc.) mit elektrotechnischem Hintergrundwissen entsprechenden Messgeräten

24 SolarerStrahlungseinfall Quelle: Wikipedia 1 PW (Petawatt) = 10³ TW 13,5 TW täglicher Energieverbrauch weltweit

25 SolarerStrahlungseinfall

26 Optimale Ausrichtung: die größtmögliche jährliche Sonneneinstrahlung ergibt sich nur bei Südorientierung, 28 Neigung und Schattenfreiheit. Solarkonstante W/m²

MessungderStrahlungsintensität Damit Fehler oder Störungen sicher erkannt werden können, sollte mit der Thermografischen Untersuchung erst bei einer

27 MessungderStrahlungsintensität Damit Fehler oder Störungen sicher erkannt werden können, sollte mit der Thermografischen Untersuchung erst bei einer Einstrahlung von über 500 W/m² begonnen werden. Nach der DIN EN ist eine Mindestsonneneinstrahlung von 800W/m² erforderlich zur Messung auf STC notwendig

28 WelcheFehlerkönnenauhreten? WelcheFehlerkönnenaufgezeigtwerden? Module Risse, Delaminierung, Zellbruch, fehlerhafte BusBars Anschlusdosen Falsch gesteckt, lose Verbindungen Leitungen Beschädigt, Aufgerieben, Angefressen Steckverbinder Nicht richtig verpresst, falsch angeschlossen Wechselrichter Steckverbinder, Kontakte, Bauelemente Einspeisung Sicherungen, Kontakte, Klemmverbindungen

29 Steckverbinder SteckverbinderkönnendurchschlechteVerbindungüberhitzen,dadurchundbei falschverpresstensteckverbindernkanndergesamtestrangausfallen

30 Wechselrichter LagederverschiedenStringsmitdenentsprechenWechselrichtern

31 FehlerbilderundmöglicheUrsachen Gleichmäßige Erwärmung Modul nicht angeschlossen Leistungsverlust Strangweise Erwärmung Zellenstrang Kurzgeschlossen Leistungsverlust Einzelne Zellen zufällig verteilt Dioden Defekt Falsch angeschlossen Leistungsverlust

32 FehlerbilderundmöglicheUrsachen Eine Zelle deutlich wärmer Verschattung der Zelle Optische Inspektion erforderlich Ggf.Leistungsverlust Punktförmige Erwärmung Verschmutzung etc. Ggf.Leistungsverlust Zelle teilweise erwärmt Zellbruch Optische Inspektion Leistungsverlust

33 RückseitevonFreilandanlagen Wenn die Möglichkeit besteht immer die Rückseite thermografieren.

34 DefektaufnahmenvonSolarmodulen

35 DefektaufnahmenvonSolarmodulen Probleme eines Modules mit Auswirkung auf den gesamten Strang

36 DefektaufnahmenvonSolarmodulen

37 DefektaufnahmenvonSolarmodulen Zellbruch eines Dünnschichtmodules mit globaler Auswirkung

38 DefektaufnahmenvonSolarmodulen Zellbruch eines Dünnschichtmodules

39 DefektaufnahmenvonSolarmodulen Substring ohne Funktion Häufige Ursache sind defekte Dioden oder unterbrochene BusBar Verbindungen.

40 DefektaufnahmenvonSolarmodulen Substring ohne Funktion Häufige Ursache sind defekte Dioden oder unterbrochene BusBar Verbindungen.

41 VerschadungvonSolarmodulen

42 DefektaufnahmenvonSolarmodulen

43 DefektaufnahmenvonSolarmodulen Probleme ganzer Strings

44 DefektaufnahmenvonSolarmodulen Probleme ganzer Strings Hot Spot (Anschlußdose)

45 AuffälligkeitenamWechselrichter Auswirkung eines ausgefallenen Wechselrichters

46 AuffälligkeitenamWechselrichter

47 AuffälligkeitenamWechselrichter Was fällt am Wechselrichter auf?

48 DefekteelektrischeVerbindungen Erheblicher Hot Spot an kurzgeschlossenen BusBar s

49 DefekteelektrischeVerbindungen Hohe Brand- und Ausfallwahrscheinlichkeit bei unzureichender Wartung

50 DefekteelektrischeVerbindungen Defekte Klemmverbindung im Generatoranschlußkasten (GAK)

51 DefekteelektrischeVerbindungen Schaden durch Brand einer Klemmverbinndung

52 DefekteelektrischeVerbindungen Hot Spot eines BUS BAR Verbinders kurz vor dem Ausfall

53 DefekteelektrischeVerbindungen SchlechteVerbindungenkönnenschnellüberhitzenunddadurchhohe Folgeschädenverursachen.

54 DefekteelektrischeVerbindungen Diode in der Generatoranschlussdose defekt!

55 Widerungseinflüsse Wolkenfeld

56 NormaleErscheinungen Vogelkot

57 NormaleErscheinungen Anschlußdosen ohne Befund

58 VorbereitungzurMessauhrag WelcheHilfsmidelwerdenbenöGgt(Fangleine,Leiter,div.Meßgeräte) MusseineErlaubniseingeholtwerden?(Nachbarn,Vermieteretc.) WermöchteWASwissen(Sachverständiger,Gutachter,Betreiber)? QuanGtaGveMessungoderqualitaGveMessung? IstdieDachkonstrukGonbekannt? SollnurgemessenwerdenoderauchVorschlagezurAbhilfeerstelltwerden? Anlagendatenundggf.BlockschaltbildderAnlagestudieren

59 Niemals+auf+dem+Dach+Rückwärts+gehen!+ BeimBetretendesDachesaufsicheresSchuhwerkachten! IstdieDachkonstrukGonstabilundDurchtridssicher? DiegesamteAnlagestehtunterSpannung! Solarmodulelassensichnichtabschalten(biszu1000VamString) NurgeprüheLeitern,FallstoppundSeileverwenden! AufdieEinhaltungderUnfallverhütungsvorschriheniststetszuachten! Vorschriften der Berufsgenossenschaften beachten! Sicherheitshinweise

60 OpGmaleEinstellungderThermografieaufnahmen DieThermografieaufnahmensollensichaufdaswesentlicheBeziehen DaszumessendeObjektmussbewertbardargestelltwerden.

61 AufsGegshilfez.B.Hubsteiger

62 QualitaGveBeurteilungvonModulen HäufigeundvorgeschlageneMethodezurBeurteilungvonPV6Anlagen

63 QuanGtaGveBeurteilungvonModulen LogischeAnordnungderMesspunkteoderFlächen

64 ErstellungeinerDokumentaGon Selbst entwickelte Dokumentation (MS Word) Vom Hersteller mitgelieferte Vorlagen (z.b. FLIR Quick Report)

65 InhalteeinerDokumentaGon Datum&Uhrzeit UmgebungstemperaturbeiWechselrichternundelektrischenBetriebsmideln AnlagengrößeinLeistungkWp(Spitzenleistung)&Ausrichtung(Kompass) BewölkungundwennvorhandenSolarfaktorinw/qm Anwesende(WichGgbeiGutachtenundBeweissicherungsverfahren) AnschrihdesThermografieunternehmensund/oderdesThermografen Seitenanzahl Thermografiebildggf.NormalbildundverständlicheBefundung. BeiquanGtaGverMessung logischemesspunkteeinsetzen Anzahl! IdenGfikaGonderAnlage(RealbildaufdemDeckblad)

66 Kennlinienmessung Eine Kennlinie ist die graphische Darstellung zweier oder mehrerer physikalischer Größen bezogen auf ein Bauteil oder Gerät MessungderLeistungsfähigkeitdesModules Leerlaufspannung Kurzschlussstrom ReproduzierbarkeitaufStandardTestBedingungen(STC) BerücksichGgungderTemperatur

67 IsolaGonswiderstandRiso Mindestanforderung 1 kohm pro Volt

68 IsolaGonswiderstandRiso

69 Kennlinienmessung

70 AuswirkungvonTemperaturaufdasModul Der Maximum Power Point ist der Punkt des Strom-Spannungs-Diagramms einer Solarzelle, an dem die größte Leistung entnommen werden kann.

71 KennlinieohneStörung

72 KennlinienmessungeinerSolarzelle TeilabschadungdurchVogelkot

73 Kennlinieverschadet

74 Kennlinieteilverschadet

75 ELMessungundPVLabor

76 ELektrolumineszenzMessung+

77 SYSWE Mobiles PV-Labor Leistungsmessung EL Messung Thermografie

78 ELektrolumineszenzMessung+ Bestromung des PV Modules und Aufnahme im nahem Infrarot

79 ELektrolumineszenzMessung+ Aufnahme unter STC Bedingungen

80 ELektrolumineszenzMessung+ Aufnahme unter Betriebsbedingungen > 40 Celsius

81 ELektrolumineszenzMessung+ Aufnahme unter STC Bedingungen

82 ELektrolumineszenzMessung+ Aufnahme unter Betriebsbedingungen > 40 Celsius

83 Hagelschäden Ostwestfalen & Hannover 2013

84 VielenDankfürIhreAufmerksamkeit! FürFragensteheichIhnengernezurVerfügung

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