Inspektionen von Photovoltaikanlagen mit Wärmebildkamera Sonel KT-256F

Die wachsende Beliebtheit der Photovoltaik hat zur Folge, dass sich immer mehr Investoren dazu entschließen, eine Mikroanlage auf ihren Grundstücken bauen zu lassen. Um die Sicherheit solcher Anlagen zu maximieren, sollten nicht nur die elektrischen, sondern auch die thermischen Parameter der einzelnen Komponenten regelmäßig überprüft werden.

Photovoltaik und Sicherheit

Überhitzte Komponenten der Photovoltaikanlagen stellen eine ernsthafte Brandgefahr dar. Eine schnelle Erkennung dieser Komponenten und die Identifizierung von Gefahrenstellen sind ein Muss, wenn es darum geht, solchen Situationen wirksam entgegenzuwirken. Wärmebildkameras bieten sich hier als eine ideale Lösung an, da sie es schaffen, die Wärmestrahlung einzelner Oberflächen berührungslos zu messen und dabei helfen, eine Stelle oder einen Bereich zu erkennen, die/der sich ungewöhnlich stark erwärmt. 

Unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit und der Vorbeugung von Ausfällen ist das dermaßen wichtig, dass sich immer mehr Benutzer, Installateure und Servicetechniker dieser Art von Anlagen dafür entscheiden, auch eine Wärmebildkamera in ihr Werkzeugset aufzunehmen. Diese hilft nicht nur bei der Erkennung, sondern auch bei der Identifizierung von überhitzten Stellen - egal, ob es sich dabei um zu lose verbundene Steckverbinder, Modulschäden oder Probleme mit dem Wechselrichter handelt.

Die Wahl der richtigen Wärmebildkamera für unterschiedliche Anlagengrößen

Je nach Größe der zu prüfenden Anlage ist es erforderlich, eine Kamera mit einem unterschiedlichen Wert der räumlichen Auflösung oder - falls möglich - ein geeignetes Objektiv zu verwenden. Es ist ein komplexes Thema mit der Schwerpunktfrage: was wollen wir denn messen? Um die Messgenauigkeit zu maximieren, wäre es angebracht, eine Kamera mit dem kleinstmöglichen IFOV einzusetzen.

Warum ist dieser Wert so wichtig? Um die Messergebnisse richtig zu verstehen und auszulegen. Wenn die Größe des geprüften Objekts kleiner ist als der berechnete Wert, müssen wir uns darüber im Klaren sein, dass der Wert der Infrarotstrahlung, die auf das Pixel trifft, auch für andere Objekte gemittelt wird, die sich innerhalb des Pixels um unser Prüfobjekt herum befinden. Daher ist es wichtig, sich dessen bewusst zu sein, wie ein bestimmter Messvorgang - mit welchem Gerät und aus welcher Entfernung - durchgeführt wird. Außerdem gilt: je geringer der IFOV-Wert, desto besser (selbstverständlich ist der FOV-Wert zu beachten, denn die klassische Methode zur „Verbesserung“ des IFOV auf dem Papier ist die Verwendung eines engen Blickwinkels der Optik, was an sich nicht falsch ist, solange man es nicht auf die Spitze treibt). Das Wichtigste ist also die Wahl einer richtigen, im Sinne der Parameter und Funktionalitäten bedarfsorientierten Kamera und die Fragestellung, was eigentlich gemessen und welche Effekte beobachtet werden sollen.

Sonel KT-256F - ideal für die Inspektion von kleinen und mittleren Anlagen

Ein sehr guter IFOV-Wert ist eines der herausragenden Merkmale der neuen Sonel KT-256F Wärmebildkamera. Damit können wir Photovoltaikanlagen sogar aus einer Entfernung von 17,5 prüfen - gemäß der IEC TS 62446-3-Richtlinie, die Anforderungen an Wärmebildkameras zur Prüfung von PV-Anlagen definiert.

Die handliche Sonel KT-256F Wärmebildkamera (oder ihr preiswerteres Gegenstück ohne Autofokus, die Sonel KT-256) ist das ideale Werkzeug zur Prüfung von kleinen und mittleren Anlagen. Diese Kameras stellen ein maßgeschneidertes Angebot für Installateure und Servicetechniker von Photovoltaikanlagen (sowie von Wärmepumpen und anderen HVAC-Anlagen, aber auch für Bauunternehmer und Elektriker). Mit 16 Stunden Betriebszeit mit einer einzigen Akkuladung können Sie sicher sein. dass die Kamera den ganzen Tag lang in Betrieb sein kann, ohne dass Ersatzakkus mitgeführt werden müssen und bei Bedarf kann sie dank des USB-C-Eingangs sogar über eine Powerbank mit Strom versorgt werden. 

Foto 1. Inspektion einer PV-Anlage mittels Sonel KT-256F Wärmebildkamera

 

Schlüsselfragen bei der Wärmebildinspektion von Photovoltaikanlagen

Die erste zu betrachtende Komponente ist das PV-Modul selbst. Wenn eine oder mehrere Zellen beschattet werden, während die anderen von der Sonne voll angestrahlt werden, wird in den ersteren Wärme gespeichert. Es ist ein Verlust, er birgt Brandgefahr und Risiko der Beschädigung von Photovoltaikmodulen in sich. Die Verschattung bewirkt die Umpolung, die zu einem Anstieg des elektrischen Widerstands in der Zelle führt, und der Spannungsabfall erzeugt, nach den Regeln der Physik, Wärme. Eine Wärmebildkamera kann nicht nur festhalten, welche Zellen davon betroffen sind, sondern auch Schäden an den betroffenen Zellen identifizieren und orten.

 

Foto 2. Thermogramm eines defekten PV-Moduls

Der zweite Aspekt ist der Zustand der MC4- oder Amphenol-Steckverbinder. Bei einer unsachgemäß hergestellten Verbindung kann es zur Überhitzung des Steckverbinders kommen. Dadurch entsteht ein ernsthaftes Brandrisiko. Es darf nicht vergessen werden und ist besonders darauf zu achten, dass dieser Steckverbinder Gleichstrom führt und dass ein Gleichstromlichtbogen nicht so leicht erlischt wie ein Wechselstromlichtbogen (der beim Wechselstromfluss entsteht). Das liegt daran, dass der Gleichstromwert im Gegensatz zum Wechselstrom nicht durch Null geht, wie es bei der Umpolung im Wechselstromverlauf der Fall ist, so dass er nicht automatisch erlischt. Diese Wirkung ist aus Sicht des Brandschutzes sehr gefährlich und birgt ein erhebliches Risiko der Entzündung für die Anlage und für die sie tragende Konstruktion (Dächer sind hier besonders gefährdet) in sich.

Der dritte Aspekt ist die Möglichkeit, fehlerhaft funktionierende Komponenten des Wechselrichters zu überprüfen. Anomalien in den Verbindungen können erkannt werden (Überlastung eines der Steckverbinder oder andere Fehler). Eine unzureichend festgezogene elektrische Verbindung kann ein erhebliches Brandrisiko darstellen. Eine Kontaktschwächung am Steckverbinder erhöht dessen Widerstand, wodurch sich Wärme an der Verbindung ablagert, die mit einer IR-Kamera erkannt werden kann.

Autor:
Marcin Magierowski
Sonel S.A.