Die Drohne soll über das Solarfeld fliegen und Temperaturunterschiede mit einer Wärmebildkamera erfassen.

Bild: pixabay; Powie

Mobiles Labor zum Schutz vor Ausfall Drohne überwacht PV-Anlage

25.03.2019

Ausfälle einer Photovoltaik-Anlage sind nicht nur ärgerlich, sie kosten die Betreiber auch Geld. Wissenschaftler der Hochschule Coburg wollen deshalb ein mobiles Labor entwickeln, um Störungen auf den Anlagen zu erkennen und Leistungseinbußen so zu verhindern.

Eine Millionen Haushalte können die Solarparks des Bad Staffelsteiner Unternehmen IBC Solar im Jahr versorgen. Über 120 Parks sind das weltweit. Sie erbringen eine Gesamtleistung von drei GW – so viel wie drei sehr große Kohlekraftwerksblöcke. Umso ärgerlicher, wenn es zu Ausfällen der Photovoltaik-Anlagen kommt. Ab einem Verlust von fünf Prozent wird es kritisch. Dann nehmen die Anlagenbetreiber die Hersteller in die Pflicht. Denn diese garantieren, dass ein PV-Modul in 20 Jahren maximal 20 Prozent seiner Leistung verliert.

Leistungseinbußen schnell erkennen

Dabei sind die Gründe für einen Leistungsabfall manchmal banal. Brennt sich zum Beispiel Vogelkot zu lange ins Modul ein, entstehen sogenannte Hotspots. An diesen Stellen wird das Photovoltaik-Modul heiß und verliert dadurch Leistung.

Entdecken kann man diese Störungen zum Beispiel mit einer Wärmebildkamera. Die Coburger Wissenschaftler wollen sie mithilfe einer Drohne über das Solarfeld fliegen und Temperaturunterschiede sichtbar machen. Ihnen geht es aber nicht nur darum, mögliche Fehler zu entdecken. „Wir werden eine Messtechnik für PV-Generatoren entwickeln, die Fehler lokalisiert, die Art des Fehlers identifiziert und die zu erwartenden Ertragseinbußen prognostiziert“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Bernd Hüttl.

Das mobile Labor

Neu daran ist, dass die Messungen im laufenden Betrieb und unter realen Bedingungen erfolgen. Bisher werden Messungen an Solarmodulen vor allem im Labor durchgeführt. Die sind aber zum einen weniger aussagekräftig, zum anderen deutlich teurer, weil die Module dafür abgebaut werden müssen. „Um die Genauigkeit der Labormessungen zu erreichen, kombinieren wir verschiedene Messverfahren“, erklärt Hüttl. Die Auswertung der Wärmebildkamera wird beispielsweise ergänzt durch Messungen direkt am Modul. Auf Musteranlagen soll das Verfahren dann getestet werden.
Als Partner hat Prof. Hüttl die Hochschule Nordhausen ins Boot geholt. Die Wissenschaftler dort werden sich vor allem mit den Fehlern beschäftigen, die Ausfälle verursachen und Lösungen suchen, um diese zu verhindern. Diese Arbeit kann auch bei der Weiterentwicklung von PV-Modulen helfen.

Ziele des Forschungsprojekts

„Gelingt es mit dem Projekt, Erzeugungsverluste von nur zehn Prozent zu vermeiden, könnte allein mit den Solarparks von IBC Solar der Energiebedarf von zusätzlich 100.000 Haushalten gedeckt werden“, sagt Hüttl. Das wäre ein wichtiger Beitrag zum Klimaziel der Deutschen Bundesregierung. Denn bis 2030 soll der Anteil der Erneuerbaren Energien am Energiemix 80 Prozent betragen.
Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einem Budget von 910.000 Euro. Weitere Partner sind das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik sowie die Unternehmen IBC Solar, Smart Blue (München), TS Solar und Solibro.

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