Die Photovoltaik-Thermografie ist eine spezielle Technik, die in der Photovoltaik-Branche eingesetzt wird, um Defekte und Probleme in Photovoltaik (PV)-Anlagen zu identifizieren. PV-Anlagen wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um und im Laufe der Zeit können verschiedene Probleme auftreten, die die Leistung und Effizienz der Anlage beeinträchtigen können. Die Thermografie nutzt Infrarottechnologie, um Temperaturunterschiede auf der Oberfläche der PV-Module zu erfassen. Da defekte oder beschädigte Zellen oder elektrische Anschlüsse weniger effizient arbeiten und somit mehr Wärme erzeugen, können sie mit Hilfe einer Wärmebildkamera leichter identifiziert werden. Die Photovoltaik-Thermografie ermöglicht es Fachleuten, Defekte wie verschmutzte Zellen, defekte Verbindungen, Hot-Spots (Stellen mit übermäßiger Erwärmung) und Zellrissbildung zu entdecken. Durch die frühzeitige Erkennung und Behebung solcher Probleme kann die Effizienz der PV-Anlage verbessert und teure Ausfälle vermieden werden.

Die Photovoltaik-Thermografie mit Drohnen ist eine fortschrittliche Methode zur Inspektion von Solaranlagen. Sie kombiniert die Vorteile der Thermografie, bei der Wärmebildkameras eingesetzt werden, mit den flexiblen Möglichkeiten, die Drohnen bieten. Drohnen bieten den Vorteil, dass sie einfach und kostengünstig eingesetzt werden können. Zudem sind hierdurch schnellere und umfassendere Inspektionen großer Solaranlagen möglich, die möglicherweise nur erschwert zugänglich sind. Das Risiko von Schäden an den Anlagen wird minimiert, da keine physische Inspektion vor Ort erforderlich ist.

Die Analyse der Wärmebilder erfolgt mit einer spezieller Software, die Temperaturmuster darstellt. Diese Muster können anschließend manuell interpretiert werden. Das Ergebnis wird in Form eines Berichts zusammengefasst, der Ihnen zur Verfügung gestellt wird.

Wärmebilder sind hier eine sehr gute Möglichkeit, um Probleme zu analysieren. Die Ursachen können vielfältig sein; führen jedoch meistens dazu, dass ein Wärmeunterschied festgestellt werden kann. Beispielsweise können defekte oder beschädigte Solarzellen oder Verkabelungen einen erhöhten elektrischen Widerstand aufweisen. Wenn Strom durch einen Bereich mit höherem Widerstand fließt, kann dies zu einer Erhöhung der Wärmeerzeugung führen, ähnlich wie bei einem elektrischen Heizelement. Ebenfalls kann eine teilweise Verschattung auf einem Solarmodul kann zu einem ungleichmäßigen Stromfluss und somit zu Wärmeunterschieden führen. Die verschatteten Zellen produzieren weniger Energie als die unverschatteten, und dieser Unterschied im Energieertrag kann zu einer ungleichen Verteilung der Wärme auf dem Modul führen. Ein spezielles Problem sind sogenannte "Hotspots". So werden eine oder mehrere defekte Zellen eines Moduls genannt Ein Hotspot tritt auf, wenn der Strom durch eine defekte Zelle fließt und Wärme erzeugt, anstatt elektrische Energie zu erzeugen. Dies kann zu einer Überhitzung der Zelle und des umliegenden Bereichs führen. Allgemeine Probleme in den Wechselrichtern oder anderen elektrischen Komponenten der Anlage können zu erhöhten Widerständen oder Stromlecks führen, was wiederum zu erhöhter Wärmeerzeugung führen kann. Zudem können beschädigte Isolierung oder fehlerhafte Verbindungen zu einem erhöhten Stromfluss führen, der wiederum zu Wärmeentwicklung führt.

Eine Analyse ist direkt nach Installation der Anlage und kurz vor Ablauf der Garantie sehr sinnvoll.

Mittels einer Wärmebildkamera können verschiedene Fehler und Probleme an einer Photovoltaikanlage erkannt werden. Nachfolgend werden die häufigsten Probleme dargestellt. Grundsätzlich gilt, dass erhöhte Temperaturen der Photovoltaik-Module ihre Leistungsfähigkeit beeinträchtigen, da die Effizienz von Photovoltaikzellen typischerweise mit sinkenden Temperaturen zunimmt.

String-Ausfall: Bypass-Dioden werden in Solaranlagen eingesetzt, um den Stromfluss zu optimieren und Probleme wie Hotspots zu verhindern. Wenn einzelne Strings zu warm sind, kann dies daraufhin deuten, dass die Bypass-Diode durchschaltet (bspw. wegen Verschattung) oder defekt ist oder das Modul einen internen Kurzschluss hat.

Gleichmäßige Erwärumg mehrerer Module: Dies deutet auf einen Defekt des Wechselrichters des betreffenden Anlagenabschnitts hin oder es könnte ein Anschlussproblem bestehen. Ebenfalls könnten starke Reflexionen dazu führen, dass zusätzliches Licht auf die Module trifft, was wiederum zu einer erhöhten Wärmeproduktion führen kann.

Einzelnes Modul ist wärmer: Hierbei könnte ein Modul schlichtweg nicht korrekt angeschlossen sein und somit im Leerlauf laufen. Obwohl ein Modul im Leerlauf keinen Strom erzeugt, absorbiert es immer noch einen Teil des Sonnenlichts. Dieses Licht kann von den Materialien in der Photovoltaikzelle absorbiert werden und in Form von Wärmeenergie freigesetzt werden. Weitere Effekte (bspw. Leckströme, innere Widerstände oder Umwandlungsverluste) können dazukommen. Es ist wichtig zu beachten, dass die Wärmeentwicklung in einem im Leerlauf laufenden Photovoltaik-Modul normalerweise deutlich geringer ist als bei einem Modul, das aktiv Strom erzeugt. Die Wärmeentwicklung im Leerlauf sollte normalerweise nicht zu einer Überhitzung oder Beschädigung des Moduls führen. Wenn jedoch ein Modul im Leerlauf sehr heiß wird, könnte dies auf einen internen Defekt oder ein Problem hinweisen, das genauer untersucht werden sollte. Ein Modul kann zu warm werden, wenn es einen internen elektrischen Defekt aufweist, der zu einem erhöhten Widerstand oder einem Stromleck führt. Dies kann dazu führen, dass mehr Strom als üblich durch das Modul fließt, was wiederum zu Wärmeerzeugung führt.

Teil einer Zelle ist wärmer: Derartige Probleme können auf eine gebrochene oder gerissene Zelle hindeuten. Verschattungen würden sich üblicherweise auch zellübergreifend darstellen. Es könnte auch auf schlechte oder defekte Lötstellen hinweisen.

Ungleichmäßige Erwärmung von Zellen: Dies könnte auf das sogenannte "Fixed Pattern Noise" hinweisen. In Bezug auf Photovoltaikanlagen wird der Begriff manchmal verwendet, um auf Phänomene in Solarzellen-Arrays hinzuweisen. Diese Arrays bestehen aus vielen einzelnen Solarzellen, die Licht in elektrische Energie umwandeln. Aufgrund von Herstellungsprozessen, Ungenauigkeiten bei der Installation oder anderen Faktoren können einige Zellen leicht unterschiedliche Leistungseigenschaften aufweisen. Dies kann zu ungleichmäßiger Leistung und Effizienz des gesamten Solarmoduls führen. Um "Fixed Pattern Noise" in Photovoltaikanlagen zu minimieren, ist eine sorgfältige Qualitätskontrolle bei der Herstellung der Solarzellen und bei der Installation der Module erforderlich. Techniken zur Beseitigung dieser Art von Rauschen können zur Verbesserung der Gesamtleistung und Effizienz von Solaranlagen beitragen.

Zellübergreifende Erwärmung: Durch Verschattung können einzelne Zellen oder Module der Anlage beeinträchtigt werden. Dies kann durch Laub, Gebäude, Bäume oder andere Hindernisse verursacht werden. Verschattung reduziert die Energieproduktion der Anlage und sollte daher frühzeitig erkannt werden.

Einzelne Zelle erwärmt: Dies deutet darauf hin, dass die Zelle defekt ist.