anbei finden Sie den Bericht zu der Vermessung der Photovoltaikanlage: Musteranlage

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1 Photovoltaik-Anlage: "Musteranlage 1, Germany Michael Mustermann Straße, Nr. Ort, PLZ Solarzentrum Stuttgart GmbH Rotebühlstr Stuttgart, Germany Geschäftsführer: Dipl.-Ing. Liviu Stoicescu Dr.-Ing. Michael Reuter Tel: Landesbank Stuttgart BIC: SOLADEST600 IBAN DE USt - IdNr. DE Stuttgart, Dienstag, 7. Oktober 2014 Bericht DaySy Elektrolumineszenzmessung Muster - Sehr geehrter Herr Muster, anbei finden Sie den Bericht zu der Vermessung der Photovoltaikanlage: Musteranlage Hier eine Kurzzusammenfassung der beschädigten Module: Methode Gem. Module Hagelschaden Proz. neue Anlage Strang 2 DaySy % neue Anlage Strang 4 DaySy % neue Anlage Strang 14 DaySy % alte Anlage Strang 5/1 DaySy % Die Photovoltaikanlage Musteranlage wurde durch das Hagelereignis sehr stark beschädigt: Bei 59 gemessenen Modulen wurden 55 Module mit Hagelschaden festgestellt. Das entspricht einer mittleren Quote von 92%. Mit freundlichen Grüßen, Michael Reuter, GERMANY Phone: 0049 (0) , Fax: 0049 (0) , info@solarzentrum-stuttgart.com

2 Photovoltaik-Anlage: 2 DaySy Elektrolumineszenzmessung nach Hagelschaden erstellt am Dienstag, 7. Oktober 2014 durch Dr.-Ing. Michael Reuter Inhalt 1. Photovoltaik-Anlage: Musteranlage Elektrolumineszenz-Messung Grundlagen... 3 Mobile Elektrolumineszenzmessung MELI... 7 EL-Messung Anlagenbeschreibung Messung Übersicht neue Anlage neue Anlage Strang 2: 100% beschädigte Module neue Anlage Strang 4: 85% beschädigte Module neue Anlage Strang 14: 100% beschädigte Module Übersicht alte Anlage alte Anlage Strang 5/1: 92% beschädigte Module... 32

3 Photovoltaik-Anlage: 3 1. Photovoltaik-Anlage: Musteranlage 1.1 Elektrolumineszenz-Messung Grundlagen Ein Zeitraum von 30 Jahren entspricht etwa der Lebensdauer, die Verbraucher von einer Photovoltaik Anlage erwarten. Verkäufer versprechen und Käufer rechnen damit, dass Solarmodule noch nach 20 Jahren z.b. 80 % oder 90 % ihrer Leistung erbringen. Was für ein einzelnes Modul noch gelten mag, kann jedoch in einer Photovoltaikanlage schon Makulatur sein: In einer PV-Anlage sind viele Module in Reihe geschaltet. Wenn dann auch nur ein Modul stark an seiner Leistung verliert, dann kann dieser Effekt den Ertrag der restlichen reihenverschalteten Module beeinträchtigen. Damit sinkt die Leistung der gesamten Anlage im ungünstigsten Fall mit dem schwächsten Modul. Die Schwierigkeit besteht darin, dass bereits ein äußerlich unbeschädigtes Modul innere Schäden aufweisen kann; Eine Solarzelle generiert aus Strahlung Strom und umgekehrt aus Strom Strahlung. Diese sogenannte Elektro-Lumineszenz ist jedoch für das menschliche Auge nicht sichtbar. Im Bild einer für die Solarzellen-Lumineszenz optimierten Kamera verraten die dunklen Stellen daher, wo Defekte vorliegen. Bevor neue Photovoltaikmodule die Fabrik verlassen, werden zwar sie standardmäßig auf Defekte überprüft. Allerdings können bereits auf dem Transportweg Schäden in Form von Mikrorissen und Zellbrüchen entstehen. Eine nicht fachgerechte Montage fügt weitere Defekte hinzu. Umwelteinflüsse wie z.b. Schneelast oder Hagel können weitere Schäden an den PV-Modulen verursachen. Diese Schäden machen sich meist erst nach mehreren Jahren in einer Minderleistung bemerkbar. Ein Austausch beschädigter Module ist ratsam, denn er kann die Leistung der Anlage überproportional steigern Die von Solarzentrum Stuttgart eingesetzte Tageslicht-Lumineszenz-Methode DaySy arbeitet unabhängig von der solaren Einstrahlung, auch bei vollem Tageslicht! Diese Eigenschaft ermöglicht die Messung der Module im installierten Zustand bei jedem Wetter. Sie erspart dadurch den Anwendern, die Module zu demontieren und in einen abgedunkelten Messcontainer zu bringen oder die EL-Messung bei Nacht oder in der Dämmerung durchzuführen. Ein Beispiel ist in Bild 1 dargestellt. Abbildung 1 zeigt ein multikristallines Modul mit einem Hagelschaden: Durch die mechanische Belastung ausgehend vom Einschlag in der Zelle bilden sich spinnennetzförmige Risse aus. Dieses charakteristische Muster ist im Weiteren als Spider-Crack bezeichnet. Diese Zelle wird ausfallen DaySy Elektrolumineszenz (EL) zweier Module DaySy Elektrolumineszenz (EL) Nahaufnahme Abbildung 1: DaySy Elektrolumineszenz (EL) zweier Module zeigt einen dunklen Bereich im rechten Modul. Die Nahaufnahme zeigt ein für Hagelschaden typisches Muster: Den Spider-Crack.

4 Photovoltaik-Anlage: 4 Abbildung 2 zeigt ein monokristallines Modul mit einem Hagelschaden: Durch die mechanische Belastung ausgehend vom Einschlag in der Zelle bilden sich kreuzförmige Risse aus. Diese Zelle wird ausfallen. DaySy EL eines monokristallinen Moduls DaySy Elektrolumineszenz (EL) Nahaufnahme Abbildung 2: DaySy Elektrolumineszenz (EL) eines vom Hagel beschädigten monokristallinen Moduls. Die Nahaufnahme zeigt das für Hagelschaden typische Bruchmuster einer punktuellen Krafteinwirkung. DaySy EL eines monokristallinen Moduls DaySy Elektrolumineszenz (EL) Nahaufnahme Abbildung 3: DaySy Elektrolumineszenz (EL) eines vom Hagel beschädigten monokristallinen Moduls. Die Nahaufnahme zeigt das für Hagelschaden typische Bruchmuster einer punktuellen, sehr starken Krafteinwirkung. Abbildung 4 zeigt ein multikristallines Modul, das wahrscheinlich während des Transports oder der Montage beschädigt wurde. Ein stumpfer Gegenstand, der von der Rückseite des Moduls genügend Kraft ausübt, erzeugt viele kleine Risse und Brüche, die in ihrer Gesamtheit als dunkler Streifen in der EL Aufnahme erscheinen.

5 Photovoltaik-Anlage: 5 DaySy EL eines multikristallinen Moduls DaySy Elektrolumineszenz (EL) Nahaufnahme Abbildung 4: DaySy Elektrolumineszenz (EL) eines wahrscheinlich beim Transport oder der Montage beschädigten multikristallinen Moduls. Die Nahaufnahme zeigt ein typisches Muster, das durch Krafteinwirkung von der Rückseite mittels eines sumpfen Gegenstandes entsteht.

6 Photovoltaik-Anlage: 6 Abbildung 5: zeigt die DaySy-EL eines Moduls mit einem gebrochenen Zellverbinder: Der große dunkle Bereich im EL-Bild. Somit ist eindeutig, dass dieser Bereich aufgrund hoher lokaler Serienwiderstände nur schwach mit dem restlichen Modul verbunden ist und dessen Füllfaktor verringern. Typische Beispiele für dieses Fehlerbild sind unterbrochene Finger, schlechte Lötstellen oder gebrochene Zellverbinder. Elektrolumineszenz (EL) Abbildung 5: Leistungsverlust aufgrund hoher Serienwiderstände. Durch hohe Serienwiderstände isolierte Bereiche erscheinen dunkel im Elektrolumineszenzbild (EL). Abbildung 6 zeigt die DaySy-Messung eines wesentlich schwerer beschädigten PV-Moduls. In der EL- Aufnahme erscheinen viele Bereiche schwarz mit einem für Zellbruch charakteristischen zackigen Muster: Viele der gebrochenen Zellteile sind entweder kurzgeschlossen oder gar nicht mehr elektrisch mit dem restlichen Modul verbunden. Diese Defekte senken den vom Modul produzierten Strom, wodurch (aufgrund der Reihenverschaltung) die Leistung des gesamten PV-Stranges erheblich leidet. Elektrolumineszenz (EL) Abbildung 6: Schwer beschädigtes Modul. Tote Zellbereiche sind sowohl in der EL dunkel.

7 Photovoltaik-Anlage: 7 Abbildung 7 zeigt die DaySy Messung eines Moduls, das unter potentialinduzierter Degradation (PID) leidet. Der hohe Potentialunterschied zwischen dem geerdeten Modulrahmen und den beleuchteten Solarzellen löst chemische Reaktionen aus, welche die Leerlaufspannung der verbauten Solarzellen senken. Das aus EL Messungen bekannte, für PID charakteristische Schachbrettmuster ist klar zu erkennen. Elektrolumineszenz (EL) Abbildung 7: Die EL Aufnahme eines Moduls mit potentialinduzierter Degradation (PID) zeigt ein charakteristisches Schachbrettmuster. Nach einer kurzen Messzeit (unter 30 Sekunden pro Modul) ermittelt DaySy die häufigsten Defekte, die in Photovoltaikanlagen auftreten: Gebrochene Zellverbinder, (Mikro-) Risse, inaktive Zellflächen, Verluste durch Serienwiderstände, schlechtes Schwachlichtverhalten sowie potentialinduzierte Degradation (PID). Dabei arbeitet das DaySy-System vollständig unabhängig von der Sonneneinstrahlung, also auch bei vollem Tageslicht oder auch bei Nacht. Mobile Elektrolumineszenzmessung MELI Die mobile Elektrolumineszenzmessung MELI ist eine Messung der bestromten Module in einer Dunkelkammer. Dafür müssen die Module fachmännisch demontiert, vermessen und anschließend wieder montiert werden. EL-Messung Die EL-Messung zeigt den aktuellen Status der PV-Anlage und der Module auf. Eine Vorhersage über den zukünftigen Zustand bzw. die Degradation der Module oder deren Leistungsabgabe kann daraus nicht direkt abgeleitet werden.

8 Photovoltaik-Anlage: Anlagenbeschreibung Abbildung 8: Aufsicht der Photovoltaikanlage im Einsteinstr. 23, Kirchheim unter Teck. 2. Messung Die Messung wurde am in Musterort durchgeführt. Anwesend waren folgende Personen: - Solarzentrum Stuttgart GmbH o Michael Reuter o Yannik Haag - Muster - Installateur - Muster - Besitzer

9 Photovoltaik-Anlage: Übersicht neue Anlage Abbildung 9: Auf dem neuen Dach wurden drei Stränge (2, 4, 14) mit dem Dreibein aufgenommen. Abbildung 10: Layout der neuen Anlage mit den vermessenen Strängen.

10 Photovoltaik-Anlage: neue Anlage Strang 2: 100% beschädigte Module Anzahl Module 20 Anzahl vermessener Module 6 Hagelschaden 6 Prozent 100% "neue" Anlage Strang 2 Modul r1 r2 r3 r4 r5 r6 Vermessen x x x x x x Beschädigt x Zellverbinder zv Crack c Transport T r1_12907_hagel.bmp r1_ 20826_KA.bmp

11 Photovoltaik-Anlage: 11 r _Hagel.bmp r2_30779_hagel.bmp r1 25mm14278_Hagel.bmp r2 25mm18258_Hagel.bmp r1 7834_Hagel.bmp r _Hagel.bmp

12 Photovoltaik-Anlage: 12 r2 7543_Hagel.bmp r3_4_25mm15820_hagel.bmp r3_4_25mm6799_hagel.bmp r3_11014_ka.bmp r3_4_25mm16759_hagel.bmp r3_4_25mm10963_hagel.bmp r _Hagel.bmp

13 Photovoltaik-Anlage: 13 r4 25mm20487_Hagel.bmp r4_ 25007_Hagel.bmp r4 3934_Hagel.bmp r4 25mm9188_Hagel.bmp r4 25mm21873_Hagel.bmp r _Hagel.bmp

14 Photovoltaik-Anlage: 14 r5 25mm6381_Hagel.bmp r5_ 11512_Hagel.bmp r _Hagel.bmp r5 25mm6233_Hagel.bmp r5 25mm12500_Hagel.bmp r _Hagel.bmp r5 8895_Hagel.bmp

15 Photovoltaik-Anlage: 15 r6 25mm7921_Hagel.bmp r _Hagel.bmp r _KA.bmp r6 25mm18942_Hagel.bmp

16 Photovoltaik-Anlage: "Musteranlage neue Anlage Strang 4: 85% beschädigte Module Anzahl Module 20 Anzahl vermessener Module 20 Hagelschaden 17 Prozent 85% "neue" Anlage Strang 4 Modul r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 r9 r10 r11 r12 r13 r14 r15 r16 r17 r18 r19 r20 Vermessen x x x x x x x x x x x x x x x x x Beschädigt x Zellverbinder zv Crack c Transport T r10_75mm_34103_hagel.bmp r10_12mm_24353_hagel.bmp, GERMANY Phone: 0049 (0) , Fax: 0049 (0) , info@solarzentrum-stuttgart.com

17 Photovoltaik-Anlage: 17 r12_75mm_18051_hagel.bmp r11_12mm_15807_hagel.bmp r11_75mm_19529_hagel.bmp r13_12mm_6939_hagel.bmp r13_75mm_8611_hagel.bmp r12_12mm_22364_hagel.bmp

18 Photovoltaik-Anlage: 18 r15_75mm_10770_hagel.bmp r14_12mm_15411_ka.bmp r14_75mm_6708_hagel.bmp r16_12mm_5633_ka.bmp r15_12mm_12422_hagel.bmp r17_12mm_9933_hagel.bmp

19 Photovoltaik-Anlage: 19 r17_75mm_9836_hagel.bmp r19_12mm_18945_ka.bmp r18_12mm_11554_hagel.bmp r1_75mm_9026_hagel.bmp r18_75mm_7912_hagel.bmp r20_12mm_11820_hagel.bmp

20 Photovoltaik-Anlage: 20 r20_75mm_9379_hagel.bmp r3_12mm16623_ubersicht.bmp r2_12mm16632_ubersicht.bmp r3_75mm_5802_hagel.bmp r2_75mm_17635_hagel.bmp r4_12mm8556_ubersicht.bmp

21 Photovoltaik-Anlage: 21 r4_75mm_9472_hagel.bmp r6_12mm_15213_hagel.bmp r5_12mm20778_hagel.bmp r6_75mm_13918_ok.bmp r5_75mm_17868_ok.bmp r7_12mm_20196_hagel.bmp

22 Photovoltaik-Anlage: 22 r7_75mm_16210_hagel.bmp r9_12mm_14997_ok.bmp r8_12mm_14835_hagel.bmp _Ubersicht_r1 _25mm15850.bmp r8_75mm_28416_hagel.bmp

23 Photovoltaik-Anlage: "Musteranlage neue Anlage Strang 14: 100% beschädigte Module Anzahl Module 20 Anzahl vermessener Module 20 Hagelschaden 20 Prozent 100% "neue" Anlage Strang 14 Modul l02 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 r9 r10 r11 Vermessen x x x x x x x x x x x Beschädigt x l01 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 r8 r9 Zellverbinder zv x x x x x x x x x Crack c Transport T l01_r01_hagel_75mm_14666.bmp, GERMANY Phone: 0049 (0) , Fax: 0049 (0) , info@solarzentrum-stuttgart.com

24 Photovoltaik-Anlage: 24 l01_r02_hagel_12mm_12417.bmp l01_r04_hagel_12mm_21809.bmp l01_r03_hagel_75mm_10147.bmp l01_r04_hagel_75mm_8158.bmp l01_r05_hagel_75mm_10967.bmp l01_r03_ka_12mm_18939.bmp

25 Photovoltaik-Anlage: 25 l01_r05_ka_12mm_18299.bmp l01_r07_hagel_12mm_5616.bmp l01_r07_hagel_75mm_7215.bmp l01_r06_hagel_12mm_18626.bmp l01_r06_hagel_75mm_6940.bmp l01_r08_hagel_12mm_7706.bmp

26 Photovoltaik-Anlage: 26 l01_r08_hagel_75mm_9592.bmp l02_r01_hagel_12mm_17675.bmp l01_r09_hagel_75mm_14166.bmp l02_r01_hagel_75mm_7620.bmp l01_r09_ka_12mm_20561.bmp l02_r02_hagel_25mm_12449.bmp

27 Photovoltaik-Anlage: 27 l02_r02_hagel_75mm_10027.bmp l02_r03_hagel_75mm_7164.bmp l02_r02_hagel_75mm_7042.bmp l02_r04_hagel_25mm_6099.bmp l02_r03_hagel_25mm_14508.bmp l02_r04_hagel_75mm_10312.bmp

28 Photovoltaik-Anlage: 28 l02_r05_hagel_25mm_8408.bmp l02_r06_ka_25mm_18908.bmp l02_r05_hagel_75mm_9930.bmp l02_r07_hagel_75mm_10972.bmp l02_r06_hagel_75mm_9686.bmp l02_r07_ka_25mm_77127.bmp

29 Photovoltaik-Anlage: 29 l02_r09_hagel_75mm_5095.bmp l02_r08_hagel_25mm_13744.bmp l02_r08_hagel_75mm_8576.bmp l02_r10_hagel_25mm_16364.bmp l02_r10_hagel_75mm_7023.bmp l02_r09_hagel_25mm_17566.bmp

30 Photovoltaik-Anlage: 30 l02_r11_hagel_25mm_16598.bmp l02_r11_hagel_75mm_8738.bmp

31 Photovoltaik-Anlage: "Musteranlage Übersicht alte Anlage Abbildung 11: Übersicht alte Anlage: Aktueller als die Information im Layout. Abbildung 12: Layout altes Dach. Leider entspricht die Position der Module nicht der aktuellen Situation auf dem Dach., GERMANY Phone: 0049 (0) , Fax: 0049 (0) ,

32 Photovoltaik-Anlage: alte Anlage Strang 5/1: 92% beschädigte Module Anzahl Module 13 Anzahl vermessener Module 13 Hagelschaden 12 Prozent 92% "alte" Anlage Strang 5/1 Modul l02 r1 r2 r3 r4 r5 r6 Vermessen x x x x x Beschädigt x l01 r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7 Zellverbinder zv x x x x x x x Crack c Transport T Abbildung 13: L02_Übersicht

33 Photovoltaik-Anlage: 33 Abbildung 14: L01_Übersicht l01_r01_hagel_ 75mm_14856.bmp l01_r02_hagel_ 75mm_12031.bmp l01_r01_ubersicht_ 12mm_57439.bmp l01_r02_ka_ 12mm_26177.bmp

34 Photovoltaik-Anlage: 34 l01_r03_hagel_ 75mm_16199.bmp l01_r04_hagel_ 75mm_26380.bmp l01_r03_ka_ 12mm_30342.bmp l01_r04_ka_ 12mm_10796.bmp l01_r04_hagel_ 75mm_21314.bmp l01_r05_hagel_ 75mm_14748.bmp

35 Photovoltaik-Anlage: 35 l01_r05_hagel_ 75mm_8503.bmp l01_r06_hagel_ 75mm_17022.bmp l01_r06_hagel_ 75mm_20249.bmp l01_r05_ka_ 12mm_8050.bmp l01_r06_hagel_ 75mm_11403.bmp l01_r06_ka_ 12mm_17035.bmp

36 Photovoltaik-Anlage: 36 l01_r07_hagel_75mm_19154.bmp l02_r01_hagel_75mm_20696.bmp l01_r07_ka_ 12mm_31387.bmp l02_r01_ka_75mm_25582.bmp l02_r01_hagel_75mm_13900.bmp l02_r02_hagel_75mm_21029.bmp

37 Photovoltaik-Anlage: 37 l02_r04_ka_75mm_14832.bmp l02_r02_ka_75mm_19927.bmp l02_r03_hagel_75mm_14326.bmp l02_r04_ka_75mm_15966.bmp l02_r05_hagel_75mm_18683.bmp l02_r03_ka_75mm_12816.bmp

38 Photovoltaik-Anlage: 38 l02_r05_hagel_75mm_7025.bmp l02_r06_ka_75mm_19160.bmp l02_r06_ka_75mm_22211.bmp l02_r05_ka_75mm_17222.bmp l02_r06_hagel_75mm_17214.bmp