Einsatz von Wärmebildkameras bei Photovoltaikanlagen

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Photovoltaikanlagen sollen Jahrzehnte lang ihre Aufgabe erfüllen. Leider kommt es im Alterungsprozess zu diversen Defekten und sogar Teilausfällen. Viele dieser Defekte sind zurückzuführen auf die Boom-Zeit der Solaranlagen. Weniger qualifiziertes Personal im Einsatz führte zu Konsequenzen die heute noch wahrzunehmen sind – von unzureichenden Solarerträgen und Verarbeitungsfehlern hin zu Sicherheits- und Brandrisiken. Aber auch ein Blitzeinschlag kann Defekte sorgen. Um optisch schnell und unkompliziert Unregelmäßigkeiten zu erkennen setzt man Wärmebildkameras ein. Durch Wärmebildkameras werden thermische Auffälligkeiten schnell lokalisiert, sodass sie behoben werden können.

Prüfung einer Photovoltaikanlage

Einfach, schnell und effizient werden Photovoltaikanlagen mit Wärmebildkameras geprüft. Dabei werden im laufenden Betrieb thermische Unregelmäßigkeiten ausfindig gemacht, die auf Defekte hindeuten.

Es ist wichtig, dass die Solaranlage dabei in Betrieb ist und Sonnenenergie umwandelt, sonst kommt es zu keiner Erhitzung der einzelnen Module. Der Richtwert liegt bei 50 % der Nennleistung.

Normalbefund

Als Normalbefunde werden gutartige Unregelmäßigkeiten bezeichnet. Auf dem Display der Wärmebildkamera sind weiße Stellen zu erkennen. Es handelt sich dabei um Verschraubungen, Grundgerüste der Anlage und auch Anschlussboxen (meist auf der Rückseite der Anlage angeschlossen). Normalbefunde sollen ignoriert werden in der Analyse.

Hot-Spots und Defekte

Hot-Spots und Defekte werden erkannt, durch die Fähigkeit der Wärmebildkamera Temperaturunterschiede wahrzunehmen. Dafür ist eine thermische Empfindlichkeit von 100 mK ausreichend. Die thermische Empfindlichkeit beschreibt die kleinste Temperaturdifferenz, die man mit der Kamera wahrnehmen kann.

Es wird immer einige kleinere thermische Unterschiede geben. Sobald allerdings größere Unterschiede sichtbar sind, Abweichungen von 2 K, sollte die besagte Stelle genauer untersucht werden.

Bei Defekten steigt manchmal der Gesamtwiderstand der Zelle an. Die Zellen sind in Reihenschaltung gesetzt um eine hohe Spannung abzugeben. Dadurch fließt durch alle Zellen der gleiche Strom. Bei der defekten Zelle führt der erhöhte Widerstand zur Erwärmung, wodurch der Defekt auf der Wärmebildkamera deutlich sichtbar wird.

Defekte können auch durch einen Blitzschlag entstehen. Dabei werden die Bypassioden zerstört. Sie sind durch starke Erhitzung sichtbar auf den IR-Bildern.

Hot-Spots zeigen heiße Stellen im Siliziumhalbleiter. Sie werden punktartig, im „Masern“-Muster, sichtbar auf der Wärmebildkamera.  

Handhabung des Gerätes

Für die einfache thermische Anforderung einer Prüfung von Photovoltaik- bzw. Solarmodulen kann man vom, teilweise, hohen Funktionsumfang der Wärmebildkameras absehen.

Wichtig ist, dass der Emissionskoeffizient bei der Wärmebildkamera eingestellt ist und auf das zu untersuchende Objekt angepasst. Dieser beschreibt wieviel Wärme ein Objekt, verglichen mit einem schwarzen Körper (idealisiertes Material, das Wärme perfekt absorbiert und reflektiert) abgibt.

Das FOV (field of view) spielt eine ebenso wichtige Rolle. Es bezeichnet den Ausschnitt den eine Kamera von dessen Umgebung aufzeichnen kann. Geräte die einen kleinen FOV haben sind eher für kleine Objekte mit großen Abständen geeignet und vice versa.

Kauf einer Wärmebildkamera

Beim Kauf einer Wärmebildkamera ist darauf zu achten, dass man ein großes Sichtfeld hat. Damit kann man aus der Nähe große Module kontrollieren. Auch muss die Kamera einen hohen Temperaturbereich abdecken. Zudem ist eine hohe Sensor-Auflösung essenziell für die Prüfung von Photovoltaik- und Solaranlagen. Im Vergleich zu schadenhaften Dämmungen am Haus, ist bei der Elektronik Detail gefragt – eine Mindestauflösung von 300 x 200 Pixel sollte es sein.

  • Thermische Auflösung: 256 × 192 (49152 Pixel)
  • NETD: < 40 mK (@ 25°C, F# = 1,0)
  • Präzise Temperaturmessung von -20°C bis 400°C
  • 3,5-Zoll-LCD-Touchscreen
  • Messgenauigkeit: Max. (± 2°C/3.6°F, ± 2%)
  • 25 Hz Bildfrequenz
  • Wärmebild-, Fusions-, PIP- und optische Modi
  • optische 8-MP-Kamera
  • Manuelle, automatische und 1-Tap-Ebene und Spanne
  • Alarm bei hoher Temperatur
  • Integrierter 16-GB-Speicher
  • LED-Arbeitsleuchte
  • 1,0x bis 4,0x stufenloser Digitalzoom
  • Bis zu 4 Stunden Dauerbetrieb
 
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Thermische Auflösung: 192 × 144 (27.648 Pixel)
  • NETD: < 40 mK (@ 25°C, F# = 1,0)
  • Präzise Temperaturmessung von -20°C bis 400°C
  • 3,5-Zoll-LCD-Touchscreen
  • Messgenauigkeit: Max. (± 2°C, ± 2%)
  • 25 Hz Bildfrequenz
  • Wärmebild-, Fusions-, PIP- und optische Modi
  • optische 8-MP-Kamera
  • Manuelle, automatische und 1-Tap-Ebene und Spanne
  • Alarm bei hoher Temperatur
  • Integrierter 16-GB-Speicher
  • LED-Arbeitsleuchte
  • 1,0x bis 4,0x stufenloser Digitalzoom
  • Bis zu 4 Stunden Dauerbetrieb
 
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Super klares Wärmebild mit einem Fingertipp - Hochempfindlicher (NETD < 40 mK) VOx-Detektor mit einer Auflösung von 256 x 192 (49.152) Pixeln, zusammen mit optimierten Bildverbesserungsalgorithmen, die klare Wärmebilder liefern
  • Manueller Fokus für mehr Präzision - Inspektionen in verschiedenen Entfernungen zwischen 7 cm und 10 m werden damit sehr vereinfacht
  • 25 Hz Bildwiederholfrequenz liefert im Vergleich zu 9Hz ein flüssiges Bild
  • Präzise Temperaturmessungen - Genauigkeit: ± 2°C (-20°C bis 100°C) ; ± 2 % (100°C bis 350°C)
  • Breite Auswahl an verschiedenen Messvoreinstellungen - Hot Spot, Cold Spot, Center Spot, 3 Spotvoreinstellungen, 3 Bereichsvoreinstellungen, Aus Farbpaletten Schwarz heiß, Weiß heiß, Rot heiß, Regenbogen, Eisenbogen, Fusion, Regen
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Super klares Wärmebild mit einem Fingertipp - Hochempfindlicher (NETD < 40 mK) VOx-Detektor mit einer Auflösung von 256 x 192 (49.152) Pixeln, zusammen mit optimierten Bildverbesserungsalgorithmen, die klare Wärmebilder liefern
  • 25 Hz Bildwiederholfrequenz liefert im Vergleich zu 9 Hz ein flüssiges Bild
  • Präzise Temperaturmessungen - Genauigkeit: ± 2°C (-20°C bis 100°C) ; ± 2 % (100°C bis 350°C)
  • Weiter Winkel für bessere Sicht - Mit ihrem 50°-Weitwinkelobjektiv bietet die Kamera ein großes Sichtfeld, das sich ideal zum Scannen von Wänden, Böden und Fassaden eignet
  • Breite Auswahl an verschiedenen Messvoreinstellungen - Hot Spot, Cold Spot, Center Spot, 3 Spotvoreinstellungen, 3 Bereichsvoreinstellungen, Aus Farbpaletten Schwarz heiß, Weiß heiß, Rot heiß, Regenbogen, Eisenbogen, Fusion, Regen
 
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Thermische Auflösung: 160 × 120 (19.200 Pixel)
  • NETD: < 40 mK (@ 25°C, F#=1.0)
  • Genauigkeit ± 0,5°C (30°C bis 45°C); ±2°C (5°C bis 30°C, 45°C bis 100°C)
  • USB Typ-C-Schnittstelle (Android)
  • Gewicht: 26 g
Datenblatt
Datenblatt
Bedienungsanleitung

Die austauschbare Objektivserie wird oft zusammen mit tragbaren Wärmebildkameras verwendet, um die Brennweite der Originalkamera auf verschiedene Entfernungen zu erweitern, um unterschiedliche FOVs und Szenenbereiche zu erhalten.

  • FOV [Sichtfeld]: 7,6° [H) x 6,1° (V) @ 660; 5,7° (H) x 4,3° [V] @ 640
  • Kompatibel mit 640, 660
Datenblatt
Bedienungsanleitung

Die austauschbare Objektivserie wird oft zusammen mit tragbaren Wärmebildkameras verwendet, um die Brennweite der Originalkamera auf verschiedene Entfernungen zu erweitern, um unterschiedliche FOVs und Szenenbereiche zu erhalten.

  • FOV (Sichtfeld): 12,5° (H) x 10,0° (V) @ 660; 9,3° (H) x 7,0° (V) @ 640
  • Kompatibel mit 640, 660
Datenblatt
Bedienungsanleitung

Die austauschbare Objektivserie wird oft zusammen mit tragbaren Wärmebildkameras verwendet, um die Brennweite der Originalkamera auf verschiedene Entfernungen zu erweitern, um unterschiedliche FOVs und Szenenbereiche zu erhalten.

  • FOV [Sichtfeld]: 48,2° [H) x 38,5° [V] @ 660; 35,4° [H] x 26,2° [V] @ 640
  • Kompatibel mit 640, 660
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Max. [+ 3°C/5,4°F, + 3%] für Objekttemperaturen zwischen 0°C [32°F) und 150°C [302°F]
  • Feine Details sichtbar: Kleine Details sind deutlich erkennbar, Abbildung des Ziels von nur 100 fm x 100 jim
  • Einfache Installation: Leicht anzubringende Makrolinse für kompatible Kameras
  • Keine Kalibrierung erforderlich: Einmal installiert, ist die Linse einsatzbereit und es ist nicht nötig, die Kamera zur Kalibrierung an den Hersteller zu senden.
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Hohe Genauigkeit: Max. [+ 3°C/5,4°F, + 3%], für Objekttemperaturen zwischen 0°C [32°F] und 150°C [302°F]
  • Siehe kleiner: Kleine Details sind deutlich sichtbar, Abbildung des Ziels so klein wie 100 µm x 100 µm
  • Einfache Installation: Einfach an kompatiblen Kameras anzubringen
  • Keine Kalibrierung erforderlich: Einsatzbereit nach der Installation, erspart das lästige Einsenden der Kamera zur Kalibrierung des Objektivs an den Hersteller.
 
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • 640 × 480 (307.200 Pixel), NETD: < 30 mK (@ 25°C, F# = 1.0)
  • Temperaturmessbereich: -40°C bis 2200°C (-40°F bis 3992°F)
  • Genauigkeit: Max. (±1°C (±1,8°F): 0 bis 100°C (32 bis 212°F); ±1%: 100 bis 150°C (212 bis 302°F))
  • Das Design beinhaltet einen 90° drehbaren Bildschirm und eine 180° drehbare Linse
  • 1024 × 768 OLED elektronischer Sucher und automatische Helligkeit 5-Zoll-Farb-LCD-Display
  • 1.0x bis 12.0x kontinuierlicher digitaler Zoom
  • Manuelle, automatische und 1-Tap Level und Span
  • Manuelle Fokussierung, kontinuierlicher Autofokus, Autofokus und laserunterstützte Fokussierung
  • GPS- und Kompass-Anmerkungsfunktionen
  • 25 Hz Bildfrequenz
  • 8 MP optische Kamera
  • Bis zu 4 Stunden ununterbrochener Betrieb
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Wärmebildauflösung: 640 × 480 (307.200 Pixel), NETD: < 30 mK (@ 25°C, F# = 1,0)
  • Temperaturmessbereich: -20°C bis 650°C (-4°F bis 1202°F)
  • Genauigkeit: Max. (± 2°C/3,6°F, ± 2%)
  • 90° drehbarer Bildschirm und 180° drehbares Objektiv-Design
  • 1024 × 768 OLED elektronischer Sucher und automatische Helligkeitsregelung 5-Zoll-Farb-LCD-Display
  • 1,0× bis 12,0× kontinuierlicher digitaler Zoom
  • Manuelle, automatische und 1-Tap-Level und Spanne
  • Manueller Fokus, kontinuierlicher Autofokus, Autofokus und laserunterstützter Fokus
  • GPS- und Kompass-Anmerkungsfunktionen
  • 25 Hz Bildfrequenz
  • 8-MP-Optikkamera
  • Bis zu 4 Stunden ununterbrochene Nutzung
Datenblatt
Bedienungsanleitung

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