Schneckenspuren sieht der Landwirt Peter Huber sonst nur auf seinem Acker. Nun entdeckte er solche vermeintlichen Schleimspuren aber auch auf seiner Photovoltaik-Anlage. Als langjähriger Betreiber von Solaranlagen auf mehreren Dächern weiss Huber, dass diese «Schneckenspuren» nicht von den Weichtieren kommen, sondern als Folge von Mikro-Rissen auf der Solarzelle entstehen.
In der Solar-Branche ist das Phänomen bekannt. Weil Landwirt Peter Huber fürchtet, dass die Anlage nicht mehr auf die vom Modul-Hersteller angegebene Leistung kommt, reklamierte er beim Händler. (Weil es sich um ein laufendes Verfahren handelt, will der Landwirt nicht mit seinem richtigen Namen erscheinen.)
Eine «Schneckenspur» auf einem Modul alleine ist in der Regel kein Grund für eine Leistungseinbusse, zu viele Mikro-Risse hingegen sehr wohl. Deshalb wurde die Firma Energie Netzwerk GmbH vom Händler beauftragt, ein Gutachten über die tatsächliche Leistungsfähigkeit der Anlage zu erstellen. Sie sollte prüfen, ob es Beschädigungen gibt.
Noch vor ein paar Jahren war dies sehr aufwändig. Dank neuen technischen Hilfsmitteln können die Modu le heute aber schneller und genauer überprüft werden. Einen Quantensprung bedeutet dabei der Einsatz von Drohnen.
Die Wärmebild-Kamera erkennt kleinste Temperatur-Differenzen von 0,08 Grad auf den Solarzellen
Es ist ein schöner, wolkenloser Frühlingstag. Ideales Flugwetter für die Drohne – und optimal für die Durchführung einer Thermografie bei Peter Huber. Es braucht einen möglichst hohen Stromfluss durch die Zellen, damit die Wärmebild-Kamera vermeintliche Schwachstellen optimal erkennt. Beschädigte Zellen werden heiss, wenn sich der Strom an einem Widerstand staut und nicht mehr durchfliessen kann.
Bereits ein Vogeldreck oder der Schattenwurf einer Pflanze führen zusätzlich zu Erhitzung und Ertrags-Einbussen am Modul. Solche Mängel sieht das geübte Auge von Heinz Simmler von der Energie Netzwerk GmbH sofort.
Was für Simmler unsichtbar ist, erkennt die Wärmebild-Kamera seiner Drohne: Sie misst Temperatur-Differenzen zwischen –20 und +650 Grad auf 0,08 Grad genau. Für die Leistungsmessung mit dem Kennlinien-Messgerät montiert er auf dem Dach eine Referenzzelle, welche die optimale Leistung der Anlage an diesem Standort unter den aktuellen äusseren Bedingungen misst.
Die Wärmebild-Kamera fliegt in wenigen Minuten ein Dach ab– ohne gefährliche Klettereien
Beim ersten Blick auf das Solar-Dach wird der Blick von Simmler ernst: Die Module sind stark verschmutzt. «Wir sagen dem Betreiber jeweils vorab, dass die Anlage sauber sein muss.» Wenn die Anlage wegen dem Schmutz wärmer wird als üblich, könnten keine zutreffenden Aussagen gemacht werden.
«Schneckenspuren» kann er ansatzweise sehen – wenn er den Staub wegwischt. Manchmal sieht er sie auf Anlagen in einer Reihe: «Dort wo die Monteure durchgelaufen sind.» In diesem Fall sind die Spuren aber kreuz und quer über das ganze Dach verteilt, was eher auf einen Fehler bei der Lieferung der Module hinweist.
«Vielleicht ist beim Transport der Ladung etwas passiert», vermutet Simmler. Einzelne Mikro-Risse in Photovoltaik-Modulen würden nicht automatisch als Schaden gelten. «Es muss aber die vom Lieferanten garantierte Leistung erzielt werden», erklärt der Solarteur. Um das zu überprüfen, ist er heute hier.
Nun startet Simmler sein unverzichtbares Arbeitsgerät: Die Drohne. Dank ihr muss er das Dach zur Schadens-Analyse nicht mehr wie früher begehen. In wenigen Minuten fotografiert das Fluggerät das Dach von oben. Die hochauflösenden Bilder
mit den «Schneckenspuren» analysiert Simmler später am Bildschirm. Auf einem zweiten Flug setzt der nach ISO EN 9712 zertifizierte Elektro-Thermograf die 10 000 Franken teure Wärmebildkamera ein. Sie würde andere Mängel erkennen wie defekte Zellen, Dioden oder nicht angeschlossene Module.
Der Akku hat Saft für 20 Minuten. «Das reicht in der Regel gut für einen Analysen-Flug auf einer Anlage», sagt er. Die Wärmebild-Kamera liefert aber hier keine Bilder mit abnormalen gelben Verfärbungen, die auf einen Defekt hinweisen.
Eine Analyse für 990 Franken spart schnell mal Ertrags-Ausfälle von mehreren tausend Franken
Wenn er schon hier sei, überfliege er gerade noch die anderen Anlagen, sagt Simmler zu Peter Huber. Tatsächlich wird er fündig auf dem Kuhstall-Dach: Eine Stelle leuchtet im Wärmebild auf seinem Bildschirm gelb auf, bei einem Modul sind mehrere Zellen defekt.
Lohnt sich das Auswechseln des einen Moduls? In diesem Fall wäre
das Kosten-Nutzen-Verhältnis wohl schlecht, wenn man nur den Solar-Ertrag betrachte, sagt Simmler. «Solche Hotspots können aber Temperaturen von über 100 Grad entwickeln, weshalb ein Modul-Ersatz auch aus Brandschutz-Gründen Sinn macht.»
Zwei Tage zuvor habe er auf einer Anlage drei defekte Stränge à 17 Module entdeckt, was einen Ertrags-Ausfall von jährlich 15 000 kWh und einen finanziellen Verlust von (je nach Einspeise-Tarif) 2000 bis 6000 Franken verursache. «Damit sind meine Analyse-Kosten von pauschal 990 Franken pro Anlage über 100 kW Leistung schnell amortisiert.»
Der Solarexperte empfiehlt, jeweils bei der Inbetriebnahme eine Thermografie durchzuführen. «Das nachträgliche Austauschen eines defekten Moduls ist meistens viel teurer.» Zudem seien die Hersteller am Anfang eher bereit, defekte Module gleich wieder auszuwechseln.
Simmler rät zudem zu einer weiteren Thermografie vor Ablauf der
Gewährleistungsfristen (in der Regel nach zwei Jahren), vor dem Ende der Produktegarantie nach zehn Jahren, und vor dem Auslaufen der Ertrags-
garantie nach 25 Jahren.
Künftig ist Simmler mit der neuen Thermografie-Drohne DJI Matrice 210 unterwegs. Sie erstellt gleichzeitig normale und thermografische Bilder bei Flugzeiten von bis zu 40 Minuten.
Der Autor David Eppenberger ist Ingenieur Agronom und lebt in Reinach AG. Als Agrarjournalist ist Eppenberger auf Pflanzenbau- und Energie-Themen spezialisiert.