Drohnenthermographie von Photovoltaikanlagen:
Wundermittel oder PR-Gag?

Drohnen sind seit erst wenigen Jahren allgemein verfügbar. Seitdem hat sich die Drohnentechnik von einem Spielzeug für Technikfreaks zu einem vielseitigen Arbeitsinstrument entwickelt. Die Entwicklung war rasant und ist noch lange nicht abgeschlossen.

Voraussetzung für dafür waren eine kompakte Sensorik, die die Geräte sicher in der Luft hält, die Entwicklung von Algorithmen für die Flugsteuerung und Stabilisierung sowie Prozessoren mit hoher Leistung und geringem Gewicht. Last but not least: Auch leistungsfähige Akkus müssen verfügbar sein.

Thermographie aus der Luft

Bei den ersten Luftthermographien wurden handelsübliche Thermographiekameras auf die Kameraträger montiert. Dies führte zu schweren Systemen mit entsprechend kurzer Flugzeit. Auch die Integration in die Flugsteuerung und Bildübertragung war nicht optimal. Die neuen Systeme verfügen nun über Kameras, die leicht und hochauflösend sind. Zudem sind sie vollumfänglich in das Flugsteuerungssystem integriert. Die Kamera, die Jendra Power aktuell benutzt, ist ungefähr so gross wie eine Zigarettenschachtel und verfügt über eine hervorragende Auflösung von 640 x 512 Pixel.

Planung und Durchführung einer Drohnenthermographie-Mission

Schritt 1: Flugplanung

Jendra Power plant die Mission am Computer mit Hilfe einer auf Google Earth aufbauenden Software. Vorgegeben werden die Wegpunkte, die Ausrichtung der Drohne, die Neigung der Kamera und die Fluggeschwindigkeit. So können Bilder aufgenommen werden, die einerseits die ganze Anlage abdecken und andererseits die Module genau im rechten Winkel zeigen. Dabei werden die Anforderungen an gute Thermographieaufnahmen genauestens eingehalten.

Schritt 2: Kontrolle vor Ort

Vor Ort an der Anlage wird zunächst die Flugbahn auf unvorhergesehene Hindernisse überprüft. So sind zum Beispiel Antennen auf Google Earth nicht immer sichtbar, können aber für die Drohne fatal sein. Anschliessend wird der Startplatz nochmals überprüft, denn es muss gewährleistet sein, dass niemand gestört wird. Zudem ist eine möglichst freie Sicht wichtig, da gemäss den geltenden Vorschriften immer Blickkontakt mit der Drohne gehalten werden muss.

3. Schritt: Durchführung der Mission

Die Mission wird mittels Funkverbindung auf die Drohne übertragen. Nach der erfolgreichen Übertragung hebt die Drohne ab und beginnt selbsttätig, die Mission auszuführen. Die Foto- oder Filmaufnahmen werden manuell gestartet. Der Pilot überwacht den Ablauf der Mission. Nach Abschluss kehrt die Drohne entweder zum Ausgangspunkt zurück oder bleibt beim letzten Wegpunkt stehen. Letzteres ist vorteilhaft, um zum Beispiel noch manuell weitere Aufnahmen zu machen oder um in den manuellen Flugmodus zurückzukehren und kontrolliert zu landen.

4. Schritt: Auswertung der Aufnahmen

Die Thermographieaufnahmen werden anschliessen am Computer nachbearbeitet. Emissionsfaktoren, Farbpaletten und Grenzwerte werden eingestellt, so dass die Bilder für den Bericht verwendet werden können, so wie es die Fotos unten zeigen.

Nutzen der Drohnenthermographie gegenüber der Handthermographie

Qualität der Arbeit

Die Qualität der Thermographieaufnahmen ist besser.

Effizienz

Die Aufnahmen können einfacher und damit auch deutlich schneller erstellt werden, so dass der Arbeitsaufwand geringer ist.

Zugänglichkeit

Auch bei schwer zugänglichen Anlagen sind Aufnahmen möglich.

Fazit

Mit der Erfahrung von fast drei Jahren können wir klar sagen: Die Drohnenthermographie ist ein unentbehrliches Hilfsmittel für die Arbeit eines Photovoltaiksachverständigen.

Die folgenden Fotos, zeigen anschaulich, welche Defekte an einer Photovoltaikanlage mit der Drohnenthermographie erkannt werden können.

Viele Module mit Teilausfall

Thermographiebild vor Bearbeitung

Strangausfall

Hotspots

Blitzschaden

Thermographiebild nach Bearbeitung

Potential Induzierte Degradation

Strangkurzschluss