Elektrosicherheit und Elektrotechnik

Um bei der thermografischen Messung Ergebnisse zu erhalten, die fehlerfrei und aussagekräftig sind, müssen einige Faktoren beachtet werden: Das Wetter muss passen, die Wärmebildkamera muss bestimmte Funktionen haben und auch die Aufnahmeposition ist entscheidend. Nicht zu unterschätzen ist außerdem die Ausbildung des Prüfpersonals.

Zertifizierung der Thermografen

Für eine fehlerfreie thermografische Messung sowie eine fachmännische Bewertung der Messergebnisse ist es erforderlich, dass das Prüfpersonal Kenntnisse und Fertigkeiten im Umgang mit Elektrothermografie mitbringt. Die Zertifizierung der Thermografen ist in der Norm DIN EN ISO 9712:2012-12 „Zerstörungsfreie Prüfung - Qualifizierung und Zertifizierung von Personal der zerstörungsfreien Prüfung“ beschrieben. Dort wird das Prüfpersonal in drei Qualifizierungsstufen gegliedert:

Stufe 1: Wer in dieser Stufe zertifiziert ist, darf auf Anweisung und unter Aufsicht thermografische Messungen ausführen.

Stufe 2: Mit dieser Zertifizierungsstufe ist das Prüfpersonal befähigt, thermografische Prüfungen nach aufgestellten oder allgemein anerkannten Verfahrensweisen durchzuführen und zu überwachen. Es ist autorisiert, Prüfanweisungen für sektorspezifische Anwendungen zu erstellen. Auf dem Zertifikat sind fünf Sektoren vorgesehen: Aktive Thermografie, Bauthermografie, Industriethermografie, Elektrothermografie und Sondermessungen.

Stufe 3: Ein Thermograf der Stufe 3 ist befähigt, jede Tätigkeit auszuüben und zu leiten, für die er zertifiziert ist. Er darf Prüfanweisungen und Verfahrensbeschreibungen aufstellen sowie alle Aufgaben der Stufe 1 und Stufe 2 übernehmen bzw. überwachen. Die Stufe-3-Person ist als Prüfaufsicht autorisiert und kann die Qualifizierungsprüfungen für eine Zertifizierung abnehmen.

Thermografie: Das ist wichtig für aussagekräftige Ergebnisse

Um Ergebnisse zu erhalten, die aussagekräftig genug sind, müssen unterschiedliche Faktoren beachtet werden. Diese sind: 

Wetterbedingungen

Für aufschlussreiche Resultate ist es erforderlich, dass die Witterungsbedingungen optimal sind. Wichtig ist, dass die Photovoltaik-Anlage während der Messung im oberen Leistungsbereich arbeitet. Deshalb ist sonniges bis leicht bewölktes Wetter ideal. Bei Wolkenbildung sollten jedoch die Spiegelungen auf den Modulflächen berücksichtigt werden.

Die solare Einstrahlung sollte mindestens 500 W/m2 betragen. Welche Richtwerte die Norm VDE 0126-23-1 „Photovoltaik (PV) Systeme – Anforderungen an Prüfung, Dokumentation und Instandhaltung“ definiert, können Sie im „Ausführungshandbuch für Photovoltaik-Anlagen“ nachschlagen. 

Wärmebildkamera

Die richtige Kamera ist ebenso entscheidend für die Messgenauigkeit. Das Gerät sollte folgende Eigenschaften aufweisen:

  • Der Detektor sollte eine Auflösung von min. 320 x 240 Pixel, bei Großanlagen sogar 640 x 480 haben.
  • Die thermische Empfindlichkeit sollte nicht größer als 0,08 °C sein. Nur so kann die Temperaturverteilung auf dem Solarmodul zwischen Glas und Zelle ausreichend dargestellt werden.
  • Level und Span sollten manuell einstellbar sein, um den thermischen Kontrast besser darstellen zu können. Auf dem Markt sind aber auch Wärmebildkameras mit automatischem Bildkontrast verfügbar.
  • Der Messbereich sollte bei mind. -20 °C bis 120 °C liegen.
  • Für einen optimalen Einsatz sollte die Kamera mit verschiedenen Optiken einsetzbar bzw. nachrüstbar sein (Weitwinkel/Teleobjektiv).

Es empfiehlt sich, die Kamera alle zwei Jahre zu kalibrieren.

Aufnahmeposition

Aufgrund der Reflexion sind thermische Messungen auf Glasoberflächen nicht einfach. Die Schwierigkeit ist, dass die die PV-Module umgebenden Objekte wie Dachvorsprünge, Kamine, Wolken etc. aufgrund der abweichenden Temperaturen oftmals deutlich im Wärmebild zu sehen sind. Das kann zu Fehlinterpretationen führen. Deshalb sollte der Betrachtungswinkel weder rechtwinklig noch zu flach sein. Es empfiehlt sich ein Aufnahmewinkel zwischen 5 und 60 Grad. 

Hinweis: Bei Freiflächenanlagen kann die Aufnahme auch von der Modulrückseite gemacht werden. Aufgrund fehlender Reflexion wird eine genauere Temperaturaufnahme möglich.

Typische Fehler bei der thermografischen Messung

Bei der thermografischen Messung entstehen Fehler, wenn die Messbedingungen nicht optimal sind oder der Blickwinkel falsch gewählt wird. Messfehler ergeben sich vermehrt bei

  • einem zu flachen Betrachtungswinkel,
  • einer wechselnden Sonneneinstrahlung während der Aufnahme,
  • Reflexionen,
  • Teilabschattungen.

Erfahren Sie mehr im Beitrag: „Thermografie: Mit Wärmebild schnell und effizient Fehler bei PV-Modulen lokalisieren“

(juse)

Quelle: „Ausführungshandbuch für Photovoltaik-Anlagen“

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