Qualitätssicherung und Fehlerdiagnose bei Solarstromanlagen

Cölbe, November 2010. “Eine Solarstromanlage liefert mindestens 20 Jahre sauberen Strom. Daher sind Produktqualität, eine professionelle Installation und langfristig zuverlässige Ansprechpartner von enormer Wichtigkeit!” erklärt Christof Biba, Mitglied der Geschäftsleitung bei Wagner & Co.

Sowohl für den Fachhandwerker als auch für den Privatkunden gewinnen Themen wie Qualitätssicherung und effektive Fehleranalyse bei Solarstromanlagen zunehmend an Bedeutung. Aufgrund des Solarstrom-Booms der letzten Jahre, in dessen Rahmen auch Anlagen errichtet wurden, die nach Jahren zu Minderertrag führen, stehen einige Installateure vor einem Dilemma: die Beanstandung ist technisch nicht nachvollziehbar oder reproduzierbar. Der Betreiber ist verärgert und unzufrieden, weil der Installateur keinen Fehler beim Ortstermin feststellen kann. Aufwendige (Modul)-Diagnosen oder Demontagen sind mögliche Folgen. 

Bereits im Vorfeld sind solche Szenarien für den Handwerker und den Privatkunden abwendbar, indem man sich für einen qualifizierten Installateur entscheidet und auf qualitative Produkte vertraut. Wagner & Co als Systemanbieter und Distributeur von Solarstromanlagen sieht hier jedoch noch weiteren Handlungsbedarf, um Fachhandwerker und Privatkunden auch nach der erfolgreichen Installation zu unterstützen. Das Unternehmen beschäftigt sich seit vielen Jahren mit dem Bereich PV-Messtechnik. Im Oktober 2010 kamen erstmalig bundesweit 70 Fachhandwerker zu einem Solarstrom-Forum Diagnostik nach Cölbe: welche verfügbaren Messgeräte zur Fehleranalyse stehen momentan zur Verfügung und über welche Möglichkeiten der Fehlerfindung verfügen sie? Erfahrung ist bei diesem Thema von unschätzbarem Wert, um Normal- von Fehlerzuständen  unterscheiden zu können. Diese Erfahrungen wurden in dem Kreis der Teilnehmer geteilt.  Bisher gibt es noch kein Messgerät, das einfach an das Modulfeld angeschlossen werden kann und dann Systemfehler leicht verständlich präsentiert. Ein systematisches Vorgehen bei der Fehlersuche kann die Diagnose jedoch erleichtern. Michael Beer, langjähriger Entwickler und Praktiker bei Wagner & Co: „Die Ursache von Fehlern schnell zu finden, stellt eine große Herausforderung da. Die momentane Messtechnik ist kompliziert und wird durch weitere Variablen wie schwankende Umweltbedingungen (z.B. Einstrahlung oder Temperatur) erschwert. Daher haben wir eine Fehlersuchmatrix zur systematischen Fehlerlokalisation erstellt. Diese PV-Fehlerdiagnose gliedert sich aus Handwerkersicht in 3 Stufen:“

Stufe 1:

Eine gute Grundlage jeder Fehlersuche ist ein sorgfältig ausgefülltes Inbetriebnahme-Protokoll. Hierzu sind nach VDE 0126-23 z.B. hochwertige Multimeter, DC-Strom-Messzangen, Einstrahlungsmessgerät und ein Isolationswiderstandmessgerät (Messbereich bis 1000 V) erforderlich. Bei einer Wiederholungsmessung wird das Inbetriebnahme-Protokoll als Referenz herangezogen. Sollten keine signifikanten Abweichungen festgestellt werden, kann der Installateur dem Kunden gegenüber glaubhaft und transparent argumentieren. Bei Abweichungen wird z.B. der String einer Sichtprüfung unterzogen, denn laut Michael Beer wird der Großteil aller Fehler durch Sichten gefunden, ein kleinerer Teil durch Erproben und Messen. Sollte dies zu keinem Ergebnis führen, geht man zu Stufe 2 über.

Stufe 2:

Zunächst ist die Kostenübernahme zu klären, denn es entsteht schnell Aufwand im vierstelligen Bereich. Hier kommen nun der Kennlinien-Analysator und eine Wärmebildkamera zum Einsatz. Die Kennlinienaufnahme ist zeitaufwändig und eine IR-Aufnahme muss im rechten Winkel zum Modul erfolgen, d. h. mindestens eine Hebebühne oder Kran sind erforderlich. Um dieser Gesamtproblematik in Zukunft begegnen zu können, hat Wagner & Co ein spezielles und bereits patentiertes Messgerät entwickelt, das eine zeitaufgelöste Messung aller ertragsrelevanten elektrischen Parameter einer einspeisenden PV-Anlage durchführt. Zur Ermittlung der PV-Generatorleistung werden zusätzlich bei günstigen Wetterbedingungen automatisiert Kennlinienmessungen vorgenommen. Ein „cleverer“ Algorithmus sorgt dabei für die Vermeidung von Datenmüll, Messreihen werden automatisch angefertigt und Leistungsmittelwerte gebildet. Dadurch kann der Messfehler der Generatorleistungsermittlung deutlich verringert werden. Der Handwerker schleift dass Gerät in eine Anlage ein und holt es dann nach ein paar Tagen wieder zur Auswertung ab.

Wenn danach als Ursache nur noch ein Moduldefekt verbleibt, muss der Hersteller bzw. Distributeur informiert werden, um eine gemeinsame Vorgehensweise abzustimmen. Stimmt der Hersteller einem Austausch und einer Pauschale nicht zu, kommt es zu Stufe 3, die allerdings nur bei größeren Anlagen sinnvoll erscheint.

Stufe 3:

Eine Leistungs-P_STC-Messung (P_STC) und eine Elektro-Lumineszens Messung bei einem zertifizierten Labor (TÜV Rheinland, Fraunhofer ISE) erfordert die Demontage der Module und ist kostenintensiv. Hier kann i. d. R. festgestellt werden, ob ein Produktionsfehler oder Montage/Transportfehler vorliegt. Diese Vorgehensweise ist juristisch verwertbar, erfordert aber hohe Ressourcen und sollte daher eher die Ausnahme sein.

Von großem Interesse sind derzeit Modul- bzw. Strang-Leistungsmessgeräte für die Messung im Feld. Der Erfahrung nach hat ein manuell bedientes und handelübliches Kennlinien-Messgerät  bei der Leistungsmessung P_STC eine Messtoleranz von bestenfalls 8%. Um eine Einordnung der Leistungsmessung zu geben: Das zertifizierte Fraunhofer ISE kann unter Einsatz von Mess-Equipment im 7-stelligen €-Bereich im Labor (= konstante Messumgebung), eine Modul-Leistung mit einer Toleranz von 2% ermitteln.

„Wir als Unternehmen sehen uns unseren Partnern gegenüber in der Verantwortung, sie in diesem Bereich mit Erfahrung und Know-How zu unterstützen“, so Christof Biba. „Bereits in der Planung und Auslegung einer Solarstromanlage stehen wir unseren Partnern zur Seite und schulen Sie im technischen Bereich,  damit es zu keinen Fehlern kommt. Unsere Serviceangebote in diesem Bereich werden wir kontinuierlich ausbauen.“ Auch 2011 wird es in der Wagner Akademie zusätzliche Seminare zur PV-Diagnose geben und ein Forum für interessierte Bürgerinnen und Bürger im Frühjahr 2011 ist ebenfalls geplant.

Veröffentlichung und Nachdruck honorarfrei;
Quellenangabe: wagner-solar.com oder Wagner & Co, Cölbe
Ein Belegexemplar bitte an:
Wagner & Co Solartechnik GmbH
Sandra Christiansen
Zimmermannstraße 12
35091 Cölbe