Elektrolumineszenzaufnahmen aus der Luft

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Angela Holst
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1 Elektrolumineszenzaufnahmen aus der Luft mit stativ- und flugrobotergestützten Aufnahmesystemen Fladung Solartechnik GmbH aerial photovoltaic inspection / aepvi.com Sachverständigenbüro für Photovoltaik Andreas Fladung Im Johannistal 31a Aachen - Germany

2 Content AEPVI KONZEPT ANWENDUNG HARDWARE SOFTWARE AUSBLICK 1. Aerial pv inspection concept - fehlerorientierte Messkombinationsverfahren 2. EL-Messverfahren/-equipment 2.1 Automatisierte Mess- und Bestromungseinheit 2.2 NIR-Kameras und Objektive 2.3 EL-Aufnahmetechniken 3. Stativgestützte EL-Aufnahmetechniken 3.1 Labor Testreihe: Blende-, Zeit-, ISO- Werte 3.2 On-site Testreihe: Blende-, Zeit-, ISO- Werte 3.3 Vergleich bei Zellbruchdetektion: Stativ / UAV 4. Flugrobotergestützte EL-Aufnahmetechniken (UAV) 4.1 UAV Testreihe: Flugabstand 4.2 UAV Testreihe: Bestromung 4.3 Video: UAV Testreihe Bestromung, Abstand 5. Software 5.1 Identifikation und Evaluation 5.2 Georeferenzierung und Dokumentation 6. Ausblick aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 2

1. Aerial photovoltaic inspection - Konzept Inspektion Detektion Normative Prüfungen Sichtbare Schäden Unsichtbare Schäden Funktion/Garantie/Wertstellung Dokumentation Stringplanerstellung/-kontrolle

3 1. Aerial photovoltaic inspection - Konzept Inspektion Detektion Normative Prüfungen Sichtbare Schäden Unsichtbare Schäden Funktion/Garantie/Wertstellung Dokumentation Stringplanerstellung/-kontrolle Luftbilder/Georeferenzierung Modulseriennummernscan Umweltereignisse Hagel/Sturm/Feuer/Blitz/Wasser Umweltbelastungen Verschmutzung, Verschattung... Installationsfehler, Vandalismus, Diebstahl Verfärbung, Delamination, Snail Trails Ausfälle/Fehler Modul, String, Bypass-Diode Schädigungen Zelle, Busbar, Lötung, PID DC-Verkabelung Kurzschluss, Unterbrechung Isolationsfehler Software aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 3

4 2. EL Messverfahren/-equipment aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 4

2.1 Automatisierte Mess- und Bestromungseinheit

6 A) Aepvi-Stringschaltboxen, master/slave, modular bis zu 100 Strings

software/gps Automatische Datenaufnahme: Messwerte, Zeit, GPS-Daten

5 2.1 Automatisierte Mess- und Bestromungseinheit Spannungsversorgungseinheiten 3 x 3.6 kw (PVserve V DC, 3.6 A) Aepvi-Stringschaltboxen, master/slave, modular bis zu 100 Strings je 1000 V DC, 10 A Fernsteuerbar: Funksender bis 1000 m/bidirektional, software/gps Automatische Datenaufnahme: Messwerte, Zeit, GPS-Daten Automatisierte VDE und IU-Kennlinien möglich aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 5

2.2 NIR Kameras und Objektive Unterschiedliche Voraussetzungen für Stativ- und Flugrobotereinsätze (UAV) Undefinierter NIR-Umbau von System-/Spiegelreflex- und Vollformatkameras CMOS, > 12 Mpx, ISO

6 2.2 NIR Kameras und Objektive Unterschiedliche Voraussetzungen für Stativ- und Flugrobotereinsätze (UAV) Undefinierter NIR-Umbau von System-/Spiegelreflex- und Vollformatkameras CMOS, > 12 Mpx, ISO 25600, fernsteuerbar, Software, Objektivkompatibilität/-vielfalt NIR-Industrieobjektive: Eingeschränkte Verfügbarkeiten/Brennweiten, manueller Fokus/Zoom Stativsysteme UAV / RIG / steadycam Brennweiten 24 / 50 mm 24 / 50 / 80 mm Blende f/4.o 8.o f/ Belichtungszeiten 0,5 5 sec. 1/20 bis 1 sec. ISO aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 6

2.3 EL-Aufnahmetechniken Verfahren Anwendung Besonderheiten Verfahren Anwendung Besonderheiten - Einzelbilder - Videos - Hochauflösend - Flachdach - Freifläche -

Modul einhalten - Weitwinkel - 40 Bilder/h - Einzelbilder - Videos - Übersicht - Flachdach - Freifläche - Schultergestützt - Zoom/Abstand - Einmannbedienung - 40

7 2.3 EL-Aufnahmetechniken Verfahren Anwendung Besonderheiten Verfahren Anwendung Besonderheiten - Einzelbilder - Videos - Hochauflösend - Flachdach - Freifläche - Einfachaufbau - Abstand z. Modul einhalten - Weitwinkel - 40 Bilder/h - Einzelbilder - Videos - Übersicht - Flachdach - Freifläche - Schultergestützt - Zoom/Abstand - Einmannbedienung - 40 Bilder/h - Einzelbilder - Hochauflösend - Flachdach - Schrägdach - Freifläche - Einfachaufbau - Weitwinkel - 60 Bilder/h - Mehrfachbild - Hochauflösend - Freifläche - 2/4 cam-syst. - Umsetzen - Weitwinkel - Transport - High volume > 250 Bilder/h > 400 Bilder/h - Einzelbilder - Videos - Übersicht - Schrägdach - Freifläche - Fassade - Aufbau-/Umsetzarbeiten - Zoom/Abstand - 40 Bilder/h - wetterunabhängig - Einzelbilder - Videos - Übersicht - Flach-/Schrägdach - Freifläche - Fassade - Genehmigung - Transport - wetterabhängig - High volume > 300 Bilder/h aus video aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 7

Einzelmodul, 3 A, 24 mm WW-NIR-Industrieobjektiv JPEG-Reihe RAW-Reihe

8 >ISO - Wert >ISO - Wert AEPVI KONZEPT ANWENDUNG HARDWARE SOFTWARE AUSBLICK 3.1 Labor Testreihe: Blende-, Zeit-, ISO- Werte Zellbruchdetektion, Einzelmodul, 3 A, 24 mm WW-NIR-Industrieobjektiv JPEG-Reihe RAW-Reihe >Belichtungszeit aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik >Belichtungszeit 8

WW-NIR-Industrieobjektiv 6400 8000 10000 12600 16000 F8

9 3.2 On-site Testreihe: Blende-, Zeit-, ISO- Werte Zellbruchdetektion, Einzelmodul, 3 A, 24 mm WW-NIR-Industrieobjektiv F8 2,0 sec F1.8 0,5 sec aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 9

10 3.3 Vergleich bei Zellbruchdetektion: Stativ / UAV Stativaufsatz: NIR-Objektiv 24 mm, f/8, 2 sec, ISO 6000 UAV: NIR-Objektiv 50 mm, f/1.8, 1/10 sec, ISO aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 10

11 4.1 UAV Testreihe: Flugabstand NIR-Objektiv 50 mm, f/1.8, 1/10 sec, ISO Abstand Kamera/Modul: 3 m Abstand Kamera/Modul: 6 m aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 11

8, 1/10 sec, ISO 10000 Abstand Kamera/Modul:

12 4.1 UAV Testreihe: Flughöhe NIR-Objektiv 50 mm, f/1.8, 1/10 sec, ISO Abstand Kamera/Modul: 9 m Abstand Kamera/Modul: 25 m aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 12

50 A Die IEC TS 62804-1:2015 beschreibt die Prüfung von Solarmodulen auf PID-Sensitivität:

13 4.2 UAV Testreihe: Bestromung NIR-Objektiv 80 mm, f/1.8, 1/10 sec, ISO 8000, Flugabstand 12.0 m, 662.o Vdc 6.0 A 3.0 A 1.50 A Die IEC TS :2015 beschreibt die Prüfung von Solarmodulen auf PID-Sensitivität: PID-Sensitivitäten bei geringeren Einstrahlungen, bzw. umgekehrt bei geringerem Strom auffälliger. aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 13

14 4.3 Video: UAV Testreihe - Bestromung NIR-Objektiv 80 mm, f/1.8, 1/10 sec, ISO 8000, Abstand m, Vdc aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 14

15 4.3 Video: UAV Testreihe - Bestromung NIR-Objektiv 80 mm, f/1.8, 1/10 sec, ISO 8000, Abstand m, Vdc aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 15

16 5.1 Identifikation und Evaluation Bilder oder Videos Modulidentifikation Ausschneiden und Angleichen Fehlerdetektion Reporterstellung aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 16

17 5.1 Identifikation und Evaluation Fehlerhäufungen im Modulzentrum durch mechanische Einwirkungen aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 17

18 5.1 Identifikation und Evaluation % 20% 28% 27% 27% 35% Fehlerhäufungen im Modulrandbereich durch PID 2 21% 19% 16% 9% 18% 24% 3 35% 16% 18% 13% 22% 29% 4 30% 20% 14% 14% 18% 31% 5 33% 19% 9% 21% 25% 27% 6 20% 14% 13% 17% 17% 28% 7 35% 16% 15% 14% 21% 41% 8 34% 16% 20% 16% 29% 40% 9 39% 19% 24% 22% 26% 36% 10 50% 53% 48% 43% 53% 60% Bei Einzelmodulen und Solarkraftwerken: Fehlerhäufungen geben zusätzliche Hinweise zum Schadenshergang aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 18

19 5.2 Georeferenzierung und Dokumentation Aufnahme Einzelbilder/Geokoordinaten durch Flugroboter / UAV Erstellung eines zentimetergenauen Orthofotos, 2-/3-D-Modelle aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 19

5.2 Georeferenzierung und Dokumentation Erweiterung Anlagendokumentation auf Basis eines Mehrschicht-Orthofotos (V)isuelle (I)nspektion (Foto/Video) IR- Foto/Video

20 5.2 Georeferenzierung und Dokumentation Erweiterung Anlagendokumentation auf Basis eines Mehrschicht-Orthofotos (V)isuelle (I)nspektion (Foto/Video) IR- Foto/Video NIR- Foto/Video Stringverschaltung I/U-Kennlinie Geokoordinaten Seriennummer usw. Beispiel: EL - 2D - Dokumentation aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 20

21 5.2 Georeferenzierung und Dokumentation aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 21

22 5.2 Georeferenzierung und Dokumentation aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 22

23 6. Ausblick Vollautomatisierte UAV - Flüge Remote - Schwarm - Flüge Autonome WR-Bestromung Sensorik / Software H² intelligent-energy.com aepvi.com aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 23

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Weitere Informationen unter: www.

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Weitere Informationen unter: aepvi.com 13. Workshop Photovoltaik-Modultechnik 24

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