Thermografie von PV-Anlagen

Jeder hat das Wort Thermografie schon einmal gehört oder ein Wärmebild gesehen. Viele kennen diese Art der Darstellung entweder von Wetterkarten oder aus Dokumentationen über Schlangen. Die Thermografie hat jedoch weit mehr als nur diese zwei Anwendungsbereiche. Vor allem die Thermografie von PV-Anlagen wird diese Form der Fehler-Diagnose immer wieder Thema. Das Wort Thermografie ist dem Griechischen entnommen und bedeutet soviel wie Hitzedarstellung (thermos = heiß; grafie = Beschreiben, das grafische oder fotografische Darstellen).

Wie funktioniert Thermografie?

Temperaturunterschiede werden bei dieser Methode der Darstellung entweder in sogenannten Falschfarben – die allseits bekannten bunten Bilder – oder als monochromes Graustufenbild aufgezeichnet. Die Wärmeunterschiede werden innerhalb des Wellenbereich von Infrarotstrahlung aufgezeichnet. Es besteht dabei ein direkter Zusammenhang zwischen ausgesandter Infrarotstrahlung eines Objekts und seiner absoluten Temperatur. Sichtbar ist das für das menschliche Auge nicht. Eine Thermografie-Kamera hingegen misst genau diese temperaturabhängie Eigenstrahlung des Messobjekts und übersetzt diese in ein Bild. Sogenannte radiometrische Thermografie-Kameras erzeugen nicht nur das Bild selbst, sondern speichern die Temperaturpunkte hinter jedem Pixel des Aufnahmebereichs. Dadurch kann ein Temperaturunterschied mit höchster Genauigkeit festgestellt werden.

 

Jeder Körper, der wärmer ist als – 273,15 ºC, sendet elektromagnetische Strahlung aus!

Max Planck

 

Langwellig, aber nicht langweilig

Der Infrarotbereich bewegt sich zwischen einer Wellenlänge von 780 nm und 1 mm (1000000 nm), es handelt sich um einen enorm breite Spanne an Strahlungen. Daher werden Infrarot-Strahlungen in verschiedene Bereiche unterteilt: nahes Infrarot, kurzwelliges Infrarot, mittelwelliges Infrarot, langwelliges Infrarot und Ferninfrarot. Diese haben unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche. Der für die Thermografie von PV-Anlagen und Häusern nutzbare Bereich ist das langwellige Infrarot mit einer Spektrum von 8 nm bis 15 nm.

nahes Infrarot: Anwendungsbereiche sind in der Medizin, speziell in der Augenheilkunde, und in der Telekommunikation

 

langwelliges Infrarot: Thermografie von PV-Anlagen

Ferninfrarot: Ebenfalls medizinische Anwendungsbereiche v.a. zur Stimulation von Nervensystem und Immunsystem

 

Thermografie PV Stringausfall
Abbildung 1: Ein thermografisches Übersichtsbild einer Dachanlage. Auf dem hinteren Dach um den Schornstein ist ein erwärmter Bereich zu erkennen. Hier ist sind mehrere Strings ausgefallen.


Was ist mit Thermografie zu erkennen?

Das Beispielbild (s.o) zeigt die Darstellung der Unterschiede in der Temperatur zwischen verschiedenen Anlagenteilen. Diese Information für sich ist hilfreich, aber nicht vollständig. Die Frage ist ist nicht nur, was ist kaputt, sondern auch, welcher Defekt liegt im Einzelfall vor. Diese sind anhand sogenannter Fehlerbilder zu erkennen. Unterschiedliche Defekte können mit der Thermografie festgestellt werden wie z.B. Hotspots, ausgefallene Substrings, ausgefallene Strings und PID (mehr zu dem Thema in unserem Beitrag zu den häufigsten Photovoltaik Defekten hier)

Die Erwärmung ist stets nur ein Symptom, aber nie die “Krankheit”. Die Auswertung der Fehlerbilder ist komplex und sollte nur von zertifizierten Thermografen durchgeführt werden, um eine verlässliche und aussagekräftige Diagnose über den Zustand einer Anlage treffen zu können.

Glauben Sie Ihre Anlage hat eine “Krankheit”? Wir finden das gerne für Sie heraus. Für weitere Informationen zu dem Thema Thermografie von Photovoltaik-Anlagen, besuchen Sie uns unter www.ucair.de.

Enzo Stolzenburg 19-04-2018
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