Hintergrund: Photovoltaikanlagen verlieren durchschnittlich ca. 20 % ihrer Leistung durch Schäden, die beispielsweise durch Hagel oder Alterung verursacht werden. Um diese Schäden schnell zu erkennen, hat die Firma PVision aus Stuttgart (www.photovoltaikvision.de) ein neues Verfahren entwickelt. Dieses basiert auf Bildern, die eine Drohne aus der Luft aufnimmt. Wir sprachen mit Geschäftsführer Kai Ritter über häufige Fehler, deren Ursachen und bisherigen Erfahrungen mit der drohnenbasierten Analyse.

Sie bieten eine neue Dienstleistung an: Wie genau sieht diese aus?

Ritter: Wir haben eine Software entwickelt, mit der man Dach- oder -Freiflächenanlagen auf Schäden analysieren kann. Dabei fliegen wir mit einer Drohne über die Anlage und nehmen verschiedene Bilder auf: Mit der Thermalkamera ermitteln wir Wärmesignaturen, mit einer normalen Fotokamera Hagelschäden wie Glasbruch. Alle Bilder werden anschließend von unserer Software analysiert, die auf KI beruht. Sie erstellt einen übersichtlichen Bericht. Darin ist genau aufgelistet, an welchen Modulen welche Fehler aufgetreten sind. Gleichzeitig geben wir mit einer kleinen Kalkulation eine Hilfestellung, ob sich eine Reparatur lohnen könnte. 

Analysen mit Wärmebildkameras gibt es ja schon länger. Welche Vorteile bietet das Drohnenverfahren?

Ritter: Damit Wärmebildkameras die Modulfehler richtig anzeigen, muss man die Bilder aus einem ganz bestimmten Winkel aufnehmen. Bei niedrig aufgeständerten Freiflächenanlagen geht das noch. Aber bei Dachanlagen ist das nur mit großem Aufwand möglich, z.B. vom Hubsteiger aus. Zudem dauert die manuelle Auswertung der Bilder sehr lang und ist fehlerbehaftet. Unsere Kamera dagegen nimmt mit Überlappung mehrere 100 Bilder pro Anlage auf. Die Software kann auch große Bildmengen verarbeiten.

Welchen Nutzen hat die KI dabei?

Ritter: Wir haben die Software anhand unserer Datenbasis mit mittlerweile über 60.000 Bildern trainiert. Wir zeigen ihr, welche Schäden es gibt. Jetzt vergleicht sie selbstständig neue Aufnahmen mit den bekannten Schadensbildern. Und mit jeder neuen Anlage, die wir prüfen, und jedem neuen Fehler lernt die Software weiter dazu, wird also genauer.

Wie lange dauert eine Prüfung und was kostet sie?

Ritter: Ein Standardflug dauert etwa 20 Minuten. Die Drohne fliegt dabei selbsttätig vordefinierte Bahnen ab. Die Kosten sind abhängig von der Größe von der Anlage, liegen aber bei etwa 700 €/Analyse. Wenn man Fehler behebt und die Anlage danach wieder ihren vollen Ertrag liefert, haben sich die Kosten schnell amortisiert.  

Geben Sie eine Mindestgröße der Anlage für die Analyse vor?

Ritter: Aufgrund der Mindestkosten halten wir 50 kW für eine Anlagengröße, ab der sich eine Analyse lohnt. Wenn aber eine kleinere Anlage erkennbare Ertragseinbußen hat, ohne dass die Ursache bekannt ist, kann sich auch da eine Analyse aus der Luft lohnen.  

Welche Fehler stellen Sie häufig fest?

Ritter: Am häufigsten kommen Hotspots vor. Sie entstehen, wenn ein Teil der Zelle deutlich heißer als ein anderer wird. Weitere Defekte sind Diodenschäden. Wenn eine Diode im Modul defekt ist, ist der Stromfluss unterbrochen, mindestens ein Drittel des Moduls fällt aus. Es gibt auch Hagelschäden oder Stringausfälle, bei denen ganze Modulreihen keinen Strom produzieren.

Was sind die Ursachen?

Ritter: Die mit Abstand größte Fehlerursache ist die Alterung von Modulen mit Ausfällen von Modulen, Steckern oder Kabeln. Weitere Fehlerursachen, die wir festgestellt haben, sind Unwetter wie Hagel, die zu Glasbruch führen können. Bei Freiflächen können Hotspots durch Verschattungen entstehen. Nicht selten entstehen diese durch Strommasten, die erst nach der Anlage errichtet werden. Auch Verschmutzungen können Hotspots verursachen. Aber auch Installationsfehler kommen vor, wenn z.B. Stecker oder Wechselrichter falsch angeschlossen sind.

Gibt es bestimmte Fehlercluster, z.B. aufgrund von Modultyp, Hersteller oder Alter der Anlage?

Ritter: Generell kann man sagen: Je älter eine Anlage ist, desto mehr Fehler finden wir. Zwischen den Herstellern können wir auch Unterschiede feststellen, was nicht selten mit dem Modulpreis korreliert. Aber es gibt auch bei hochwertigen Modulen Chargen, bei sich denen schon nach zwei Jahren eine große Anzahl von Fehlern zeigt. Dabei handelt es sich dann einfach um Produktionsfehler. Oder wenn die Module unter großem Zeitdruck und vielleicht bei ungünstigem Wetter installiert wurden. In der Landwirtschaft nicht selten sind Verschmutzungen. Gerade an der Modulunterkante sammelt sich der Dreck. Bei Anlagen, die professionell überwacht und regelmäßig gewartet werden, stellen wir dagegen deutlich weniger Fehler fest.

Wie oft sollte man eine solche Prüfung machen?

Ritter: Aus unserer Sicht gibt es drei sinnvolle Anwendungsfälle: Erstens direkt nach der Installation, um zu prüfen, ob alles richtig angeschlossen ist. Hier haben wir z.B. bei einer Anlage festgestellt, dass ein ganzer String nicht funktionierte, weil die Stecker falsch angeschlossen waren. Dem Betreiber wäre das vielleicht erst nach Monaten aufgefallen.

Der zweite Fall ist nach ca. vier Jahren, um erste altersbedingte Schäden oder Verschmutzungen festzustellen. Und drittens ist eine Überprüfung kurz vor Ende der Modulgarantie sinnvoll. In der Garantiezeit übernimmt der Hersteller in der Regel die Kosten für Reparatur. Außerhalb dieser drei Fälle ist eine Prüfung immer angebracht, wenn der Ertrag plötzlich absinkt.

Wo sind Ihre regionalen Schwerpunkte?

Ritter: Wir sind viel in Bayern und Baden-Württemberg unterwegs, weil hier mit Abstand die meisten Solaranlagen installiert sind. Aber wir prüfen bundesweit Anlagen.