Lasertechnik: Solarfelder vom Boden genau ausmessen
Dass Solarmodule wartungsfrei sind, gehört zu den Märchen unserer Branche. Das fängt bei der fehlenden Dokumentation an. Ohne genauen Modulplan macht die Suche nach Fehlern und Defekten wenig Sinn. Oder sie verschlingt unendlich viel Zeit – und somit Geld.
Messung ohne Gerüst
Bei Solarfassaden drückt dieses Problem noch mehr. Denn um die Solarstrings im Nachhinein zu ermitteln, müsste man die Fassaden einrüsten. Erst dann kann der Monteur die Module einzeln abnehmen und die Steckerverbindungen prüfen.
In der Regel sind Solarfassaden vor allem an gewerblich genutzten Immobilien zu finden, das macht die Sache noch schwieriger. Denn dann gilt es, eventuelle Fehler in der Verkabelung oder in den Steckern schnell aufzuspüren. Nicht zu unterschätzen ist das Brandrisiko durch Hotspots in den Modulen oder Isofehler in der Verkabelung.
Zunächst muss man die Solarfelder möglichst genau ausmessen, um die Fehler schnell zu finden. Früher wurden Module demontiert und sogar die Anschlussdosen der Module geöffnet, um die Anlagen durchzumessen. Heute nutzt man moderne Lasertechnik. Bis zu 100 Kilowatt Solargenerator lassen sich damit innerhalb einer Stunde durchmessen – bis zum kompletten Modulplan und das geht vom Boden aus, ohne aufwendiges Gerüst.
Ein Set zur Fehlerortung
Klaus Terlinden und sein Kollege Oliver Lenckowski haben das PV-Fehlerortungs-Set LSI entwickelt. Es vereinfacht die Fehlerortung von Solarfeldern, auch wenn sie vertikal angebracht sind. Die Ortungen sind unabhängig vom Tageslicht möglich – auch nachts oder bei dünner Decke aus Schnee oder Reif. Hunderte von Anlagen haben die beiden Profis bereits analysiert, selbst sehr knifflige Systeme. Das Prinzip ist einfach: Solartektor nutzt einen blauen Laser, um die Solarzellen in den Modulen zu aktivieren. Weitere Geräte zur Fehlersuche runden das System ab. Das Fehlerortungs-Set LSI vereint drei Komponenten:
- Laser-Set,
- Signaltektor-Set,
- Isotektor-Set.
Während die Thermografie oder die Elektrolumineszenz auf bestimmte Einstrahlungsverhältnisse beschränkt sind, kann der Laser jederzeit ans Werk gehen.
Herzstück ist eine blaue Laserdiode mit einer Wellenlänge von 450 Nanometern. Die vorgesetzte Linse mit einem Durchmesser von 75 Millimetern bündelt den Laser auf 100 Meter genau.
Der Einfallswinkel auf die Solarmodule ist unerheblich, das macht den Einsatz an der Fassade oder auf dem Dach besonders einfach. Jeder Handwerker oder Servicetechniker darf den Laser bedienen. „Der Laser erzeugt ein gepulstes Signal, das seine Energie auf die Solarzellen überträgt“, erklärt Oliver Lenckowski. „Dieser elektrische Energieimpuls geht durch den angeschlossenen String zum Lasertektor und wird an den Funkkopfhörer des Bedieners gesendet.“
Schnell zum fertigen Modulplan
Dadurch haben die Solarteure die Hände frei, um die Ergebnisse der Messung aufzunehmen. Die Kopfhörer sind per Funk über 860 Megahertz verbunden, erlauben also einige Hundert Meter Reichweite. Oder sie werden über Walkie-Talkies gekoppelt, die bis acht Kilometer reichen.
Zur Stromversorgung haben alle Geräte des PV-Fehlerortungs-Sets LSI Wechselakkus. Wahlweise laufen sie mit Einwegbatterien. „Bei großen Anlagen mit einigen Hundert Kilowatt Solarleistung zieht sich die Erstellung eines Modulplans normalerweise über Tage hin“, berichtet Lenckowski. „Das ist unumgänglich, denn ohne Modulplan ist die Fehlersuche wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Mit unserem Lasersystem brauchen wir für 100 Kilowatt nur eine Stunde, dann ist der Modulplan fertig.“
Jedes einzelne Modul lässt sich auf diese Weise von außen kontrollieren, etwa auf kurzgeschlossene Bypassdioden oder defekte Zellen. Ist der String funktionstüchtig, hört der Installateur im Funkkopfhörer ein eindeutiges Signal. Wenn nicht, liegt ein Fehler vor. Somit kann man defekte Module sehr schnell orten. Das spart erhebliche Kosten bei der Demontage der defekten Module oder Steckverbinder.
System reagiert ohne Verzögerung
Das System reagiert verzögerungsfrei. Sobald der Laser seine Energie ins Modul schickt, ist der Prüfton zu hören. So lassen sich die Module sehr schnell mit dem Laser „abfahren“ und prüfen, wie sie in den Strings verbunden sind. Das funktioniert unabhängig vom Auftreffwinkel des Lasers, bei allen gängigen Modultypen, auch bei Dünnschicht. Für den Anschluss der Signalaufnahme (Lasertektor) am DC-Eingang des zu prüfenden Strings sind alle gängigen DC-Adapter im Set enthalten. Zusammenfassend lassen sich mit dem Laser-Set diese Aufgaben erledigen:
- Orten der Module im String (Modulplan erstellen oder kontrollieren),
- Orten von Leitungsunterbrechungen innerhalb des Moduls,
- Orten von kurzgeschlossenen Bypassdioden,
- Orten von Leitungsunterbrechungen zwischen den Modulen,
- Orten der Polaritäten im String.
Auch Fehler in der DC-Verkabelung und Isofehler der Solarmodule lassen sich mit dem Set sehr schnell ausfindig machen. Der handliche Gerätekoffer wiegt insgesamt 25 Kilogramm. Alle darin befindlichen Geräte sind auf 1.000 Volt ausgelegt und erfüllen Schutznorm IP 20. Installateure können den Koffer kaufen (auch als Mietkauf) oder leasen. Die Nutzer des PV- Fehlerortungs-Sets LSI werden geschult und gegebenenfalls beim Einsatz der Technik vor Ort beraten.
