08.01.2015 | Leitungsunterbrechung in 1,05 MWp PV-Anlage geortet

Leitungsunterbrechung in 1,05 MWp PV-Anlage geortet

Bei der Suche nach fehlerhaften Solarmodulen arbeiten wir seit Anfang 2014  im IR-Bereich (Infrarot, Thermografie) vermehrt mit der Rückbestromung von Modulstrings. Dadurch sind wir deutlich wetter- und zeitunabhängiger geworden, und können auch tagsüber bei Bewölkung Modulzugehörigkeiten, aber auch verlustbehaftete Solarleitungen oder Steckverbinder auffinden.

Diese Rückbestromungstechnik mit dem Spezialnetzteil pvServe setzen wir auch bei unseren Elektrolumineszenzmessungen im NIR-Bereich (Nahinfrarot) ein, da rückbestromte Solarzellen schwaches Licht emittieren, welches mit einer Spezialkamera bei Dunkelheit sichtbar wird.
Unbekannte Modulverbände können so auch ohne vorliegende Schalt-/Stringpläne sehr schnell zugeordnet werden. Eine Ortung von überlasteten Leitungen oder Steckverbindern ist mit der EL-Messmethode nicht möglich.

Beide Messverfahren (Elektrolumineszenzmessung, Rückstromthermografie) benötigen geschlossene Stromkreise, also Modulstrings ohne Leitungsunterbrechung um eine Rückbestromung durchführen zu können.

Bei einer vorliegenden Leitungsunterbrechung in kleinen Anlagen oder Anlagen mit ausreichenden Revisionsgängen lässt sich die Suche noch relativ einfach bewerkstelligen.

Bei großen Dachanlagen mit geschlossener Modulfläche und mehreren hundert Solarmodulen gestaltet sich eine solche Suche als sehr schwierig und zeitaufwändig, da viele Module probeweise entfernt werden müssen. Auch große Flachdachanlagen mit langen Solarleitungswegen, Steckverbinder in Kabelkanälen oder in Schutzrohren, sowie fehlende Dokumentationen machen diese Suche zur Sisyphusarbeit.

Ein konventionelles Leitungssuchgerät ist nicht nur aufgrund der am Tage vorliegenden hohen DC-Systemspannung von bis zu 1000 V ungeeignet. Auch das Übersprechen des aufmodulierten Signals zur Fehlersuche auf parallel geführten weiteren Solarleitungen lässt eine interpretationsfreie Zuordnung nicht zu.
Das von uns eingesetzte Gerät pvTector des Herstellers photovoltaikbuero - Ternus & Diehl GbR schließt diese Lücke, und ermöglicht uns eine sehr schnelle und eindeutige Leitungsunterbrechungsfindung auch in unbekannten Modulflächen.

Hierzu werden auf die beiden Gleichstromleitungen des betroffenen Photovoltaik-Modulstranges mit einem kleinen Sender jeweils zwei verschiedene Signale aufmoduliert. Ein Signal für die Plusleitung und ein etwas anderes Signal für die Minusleitung. Mit dem Empfängermodul wird das Modulfeld händisch, mittels Teleskoprute oder Flugroboter abgetastet. Der Empfänger wandelt die beiden  aufmodulierten Signale in Töne um, so dass bei Annäherung an die Plusleitung der Plus-Signalton ertönt, bei Annäherung an die Minusleitung der Minus-Signalton. An der Stelle an der die beiden Töne unmittelbar wechseln, befindet sich die Leitungsunterbrechung.

 

 

Bei einer 1,05 MWp PV-Anlage im Raum Heinsberg mit über 5000 Einzelmodulen, 30 Zentralwechselrichtern und 270 Modulstrings verteilt auf 3 Flachdächern, waren 3 Stringausfälle durch die Fernüberwachung aufgefallen. Die drei Modulreihen lieferten keinerlei Spannungen mehr. Da die Leitungsführungen  in geschlossenen Kanälen in dicken Bündeln auf und bis zum Dach geführt worden waren, hätten die  z.T. bis zu 140 m langen Stringleitungen sehr aufwändig auf defekte Steckverbinder, Bruch o.ä. händisch untersucht werden müssen.

Mit dem pvTector war die Fehlersuche innerhalb weniger Minuten erledigt. In allen drei Fällen waren die MC-4 Steckverbinder nicht fachgerecht ausgeführt worden (unzureichende  Pressung, fehlende Zugentlastung). Beide Fehlertypen stellen auch nach der Unterbrechung noch ein sehr hohes Brandrisiko dar, da eine (erneute) Lichtbogenbildung z.B. bei witterungsbedingten Vibrationen und erneuter Zusammenführung/Annäherung der Leitungsenden jederzeit möglich ist. Befinden sich die betroffenen Komponenten im Bereich von brennbarem Material (Dachfolie, Kunststoffkanäle, Rohre usw.) besteht höchste Brandgefahr.

Um in großen Schrägdachmodulflächen eine noch schnellere Fehlersuche zu ermöglichen, wurde unser Flugroboter mit einem Schleppsensor ausgestattet. Mit diesem befliegen wir die mit dem pvTector signalbeaufschlagten  Modulflächen und können über die Bodenstationen und einen externen Videograbber mit Audioausgang die Leitungsunterbrechungen bis auf wenige Zentimeter genau aufspüren. Mittels liveview und Foto/Videoaufnahmen werden diese Fehlerstellen dokumentiert.

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