Defekte in Photovoltaikzellen

Motivation
Solarmodule wandeln Sonnenlicht in Strom um und in bares Geld.                                   
Um maximalen Gewinn und hohe Erträge über Jahrzehnte hinweg zu
erhalten, ist jedoch eine hervorragende Qualität Grundvoraussetzung.
Das Solarmodul, der wichtigste Teil eines Solarsystems, muss
zuverlässig sein und kontinuierlich für viele Jahre Strom produzieren
können. Eine hohe Qualität lässt sich mit der Unterstützung durch
Wärmebildkameras für die ganze Lebensdauer eines Solarmoduls                                            
sicherstellen.

     

Inspektion von Solarmodulen
Die Verwendung einer Wärmebildkamera zur Untersuchung von
Solarmodulen bringt gleich mehrere Vorteile. Anomalien lassen sich auf
einem scharfen Wärmebild klar erkennen und - im Gegensatz zu den
meisten anderen Verfahren - können Wärmebildkameras zur Untersuchung
montierter Solarmodule verwendet werden, auch während diese in Betrieb
sind. Außerdem genügt bei Wärmebildkameras eine kurze Zeitspanne, um
große Bereiche zu erfassen.


Wärmebildkamera-Aufnahmen eines defekten Forschungsmoduls
Im Digitalbild ist sofort eine beschädigte Zelle (2te Zeile, 2te Zelle von rechts) erkennbar, bei der eine Ecke ausgebrochen ist.

  Digitalbild                                Leerlauf                                Kurzschluss                          Unter Last

Die Infrarot-Aufnahme im Leerlauf ist unauffällig, während im Kurzschluss und unter Last die schadhafte Zelle sofort als heißere Zelle verglichen mit den anderen Zellen des Moduls auffällt. Durch den Ausbruch wird die Fläche verkleinert, so dass der Kurzschlußstrom größer ist.

Beispiel
Zur Simulation eines Störfalls wurde ein Modulstrang am Wechselrichter ausgesteckt. Im Wärmebild 1 ist dies deutlich an den hellgrünen Modulen (insgesamt 8 Stück), erkennbar. Diese acht Module laufen quasi im Leerlauf.


Wärmebild 1

Erklärung
Im Sonnenlicht enthaltene Photonen, erzeugen im Solarmodul freie Elektronen. Diese sogenannten freien Elektronen fließen im geschlossenem Modulstrang (Unter Last) in einem Gleichstromkreis hin zum Wechselrichter.
Wird nun dieser Stromkreis, wie in unserem Beispiel, unterbrochen bzw. ausgesteckt, hat dies zur Folge, daß erzeugte Elektronen nicht abfließen können und somit eine geringfügige Temperaturerhöhung im Solarmodul bewirken.

Da unsere Wärmebildkameras von engl-solar mit einer sehr hohen termischen Empfindlichkeit ausgestattet sind, können bereits Temperaturunterschiede von 0,1° C dargestellt werden, und somit fehlerhafte Module sicher lokalisiert werden.