Foto: WI Energy GmbH

Solarpark Betriebsführung

Nachts werden beschädigte Solarzellen sichtbar

Elektroluminiszenz-Messung zeigt beschädigte Solarzellen in einem Photovoltaikpark, die sonst unsichtbar bleiben. So lassen sich Erträge verbessern.

Inhaltsverzeichnis

Nicole Weinhold

Unwetter können die Leistung und damit die Erträge einer Solaranlage erheblich reduzieren. Ist eine Solarzelle kaputt, dann lässt sich das nicht immer erkennen. Fehler wie Microrisse, defekte Zellteile oder schadhafte Bypass-Dioden sind für den Menschen unsichtbar. Um sie sichtbar zu machen, eignet sich die Elektrolumineszenz-Messung (EL-Messung). Die Technik beleuchtet ähnlich wie Röntgenstrahlen das Innere einer Solarzelle. Das Energieunternehmen WI Energy nutzt die Technik erstmals für die PV-Anlage der Gemeinde Hontheim.

Die zehn Jahre alte Anlage mit etwa 2,6 Megawatt ist seit Januar 2020 in der Betreuung von WI Energy. Bei einer Überprüfung wurden Ertragsverluste offensichtlich. Projektmanager Jonathan Koch führte mit seinem Team eine EL-Messung auf dem gesamten Gelände der PV-Anlage durch: „Wir hatten die Anlage schon länger bei uns im Monitoring und stellten fest, dass es zwischen den 552 Modulstrings Abweichungen im gesamten Park gibt.“ Das Team sei schon mit einer Thermografie Kamera vor Ort gewesen, aber da zeigten sich keine offensichtlichen Schäden. Schließlich entschied man sich für die EL-Messung, um weitere Fehlerquellen zu lokalisieren und die Modulstrings auf ein Niveau anzupassen.

Messungen am einfachsten nachts

Schäden zeigen sich beim der EL-Messung durch eine Rückwärtsbestromung. Koch erläutert: „In der Regel produzieren die Module tagsüber Strom. Bei der EL-Messung gehen wir jedoch den umgekehrten Weg. Mit einem speziellen Gerät legen wir Strom auf den Modulstrang, wodurch eine elektromagnetische Strahlung entsteht. Diese Strahlung lässt sich von einer speziellen Kamera nur im Dunkeln aufnehmen, weshalb die Messungen am einfachsten nachts durchgeführt werden.“ Die angeschlossenen Module einer Reihe fangen an zu glimmen, vergleichbar mit LEDs. Das Leuchten liegt visuell im Nahinfrarotbereich und ist mit einer normalen Foto- oder Wärmebildkamera nicht sichtbar.

Für eine schnelle und effiziente Messung während der Nacht sind drei bis vier Personen erforderlich. Eine Person bedient die Kamera, eine weitere steuert das Netzgerät während zwei Teammitglieder die Strings anklemmen. Wichtig dabei: Alle Beteiligten müssen in der Lage sein, ständig miteinander zu kommunizieren. Bei der Messung in Hontheim erfolgte dies über Walky-Talky-Geräte. Darüber hinaus bedarf die Kamera der permanenten Kühlung, um eine Überhitzung zu vermeiden. Eine zusätzliche Herausforderung sei die Größe des Parks von rund vier Hektar und die dadurch bedingten weiten Kabelwege. Das gesamte Equipment brauche durchgehend Stark-Strom, so Koch. Im gesamten Park benötigt das Team für ihre Messung etwa vier bis fünf Nächte.

Die erste Untersuchung des Solarparks verlief erfolgreich und liefert laut Koch eindeutige Ergebnisse. Das Team konnte ganz klar sehen, wenn mehrere Zellen defekt waren. Das zeige sich in dunklen Bereichen. Man habee auch defekte Module ausfindig gemacht, die komplett schwarz blieben. Alle Fehlerquellen werden dokumentiert, ausgewertet und dann geht es an die Ausbesserung. Für die Zukunft plant Koch den Ausbau der Methode: „Die Technik lässt sich beispielsweise auch bei neuen Solarparks einsetzen. Dann sehen wir sofort eventuelle Transportschäden oder falsche Montagen – sozusagen als Garantie für eine einwandfreie Anlage“.

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