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Montag, 27. März 2017

Schwache Module sicher identifizieren und Anlagenertrag steigern

Schwache Module sicher identifizieren und Anlagenertrag steigern

24. März 2017 | Märkte und Trends, Topnews
Im August 2016 wurden Thermografiemessungen an einer Photovoltaik-Anlage durchgeführt, die auch mit Sunsniffer ausgerüstet ist. Das Experiment sollte zeigen, wie sich Fehler am Besten finden lassen.

Rund 20 Autominuten von Nürnberg entfernt, auf dem Dach einer Druckerei in Cadolzburg, erzeugen seit fünf Jahren 510 Solarmodule im Jahr zwischen 90.000 und 100.000 Kilowattstunden Strom. Installiert hat sie Ingmar Kruse, Gründer und Geschäftsführer von Sunsniffer, mit seinem damaligen Unternehmen Storm Energy.
Normalerweise freut man sich nicht über Modulfehler. In diesem Fall war es anders. Im vergangenen Jahr war die Anlage Schauplatz eines Experiments, und Ingmar Kruse freute sich, Claudia Buerhop als Thermografieexpertin dafür gewinnen zu können. Ihre Aufgabe war es, mit Thermografie möglichst genau die Fehler in der Anlage zu detektieren. Seine Aufgabe war, das Gleiche mit den Monitoringdaten zu tun. Das Besondere: Diese sind modulaufgelöst, da in jeder der Modul-Anschlussboxen ein Sunsniffer-Sensor kontinuierlich Spannung und Temperatur misst. Ihr Ziel: Sie wollen verifizieren, welche Erkenntnisse
sich mit welcher Methode gewinnen lassen.

Die Anlage über 99,45 Kilowattpeak war 2012 in Betrieb genommen worden. Bereits im ersten Jahr zeigten sich Probleme mit den Modulen, die ersten drei Module wurden sofort nach Inbetriebnahme getauscht. Der letzte Modultausch fand 2014 statt. Trotz der Modulfehler lag der spezifische Ertrag nahe an dem, den Vergleichsanlagen in der Region erbracht haben, teilweise sogar darüber.
In der Untersuchung sollte nun festgestellt werden, welche Module Auffälligkeiten zeigen. Es sollten diejenigen identifiziert werden, bei denen sich der Austausch lohnt, weil damit die Performance der gesamten Anlage steigt. Eine zweite Aufgabe war festzustellen, welche Module so weit degradiert waren, dass sie einen Garantiefall darstellten.
Die Sunsniffer-Sensoren messen in der Anschlussdose eines jeden Moduls kontinuierlich Spannung und Temperatur. An den Stringenden werden die Stromstärken gemessen, mit einem Einstrahlungssensor die Lichtintensität – daraus ergibt sich ein Bild der einzelnen momentanen Modulleistungen. Der Rückschluss auf die Degradation der Module und deren Einfluss auf die Gesamtanlagen-Peformance ist jedoch nicht einfach. Dazu berechnet ein Computerprogramm die Zeitreihe der Werte und die Daten für unterschiedliche Einstrahlungen. Die Algorithmen können daraus laut Kruse die prozentuale Degradation der Nennleistung berechnen, ebenso welche Module ausgetauscht werden sollten. In der Analyse ermittelte Sunsniffer 27 Module mit Auffälligkeiten. Drei Module davon wären ein Garantiefall.
Die Thermografie wurde von Claudia Buerhop und ihrem Team vom ZAE mit dem ferngesteuertern Flugroboter mit Infrarotkamera Air-PV-Check durchgeführt. Damit werden heute oft Anlagen aller Art untersucht. Die Messgröße ist die Infrarotstrahlung, mit der auf auf Temperaturdifferenzen im Modulfeld zurückgeschlossen werden kann. Diese korrelieren mit Leistungsverlusten in Modulen.
Wenn fehlerhafte Module mit Thermografie identifiziert werden, schätzen die Experten den Einfluss auf die Anlagenleistung ein und entscheiden, ob Module getauscht werden sollten. Sie können auch die Degradation der Modulnennleistung abschätzen und Garantiefälle identifizieren. Im August 2016 wurden bei bei optimalen Messbedingungen, Thermografiemessungen an der Anlage durchgeführt. Von den 510 Modulen zeigten 27 Temperaturerhöhungen. Eine Leistungsminderung vermuten die Experten ab 0,5 Kelvin Unterschied.
Der Vergleich von Thermografie und Sunsniffer zeigt sowohl zwei falsch positiv identifizierte Module, die also unklare, erhöhte Temperaturbereiche zeigen, die noch nicht mit Leistungsänderungen verknüpft werden konnten. Und zwei Module wurden falsch negativ detektiert, zeigten also keine Auffälligkeiten in der Thermografie, obwohl ihre Leistung bereits um vier Prozent abgefallen war.
Insgesamt soll der Austausch der Module laut Kruse 800 Kilowattstunden Mehrertrag pro Jahr bringen und somit eine Ertragsverbesserung von rund 3500 Euro erwirtschaften. (Michael Fuhs)

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