Fehleranalyse durch Thermografie an
regenerativen Energieanlagen

Sich abzeichnende Defekte oder Anomalien an Bauteilen und Kontakten an regenerativen Energieanlagen lassen sich mit Hilfe einer Wärmebildkamera detektieren.
Aus den Messungen können Rückschlüsse auf die Lebensdauer der elektrischen und mechanischen Bauteile in und an Photovoltaik- und Windkraftanlagen gezogen werden.
Voraussetzungen für die aussagekräftige Auswertung der Thermogramme sind die Berücksichtigung der Leistung der Anlage zum Zeitpunkt der Infrarot-Aufnahme und die Kenntnisse der verwendeten Bauteile (Bauteilkunde).

Warum Thermografie an
regenerativen Energieanlagen?

Mit dem Betrieb von Energieanlagen will der Betreiber Geld verdienen. Ein Ausfall der Anlage ist immer ein Ereignis „zu viel“, weil es Geld und Zeit kostet.
Mit der Thermografie ist es möglich, einen definierten Betriebszustand zu dokumentieren und wenn möglich zu vergleichen, um daraus Schlussfolgerungen zum Handeln abzuleiten.

Thermografie macht Sinn bei:

• der Inbetriebnahme einer Anlage (periodische Lebensdauerdokumentation)
• der vorbeugenden Instandhaltung zur Erkennung von Schwachstellen
• der Abnahme einer Anlage zum Nachweis der Einhaltung der Leistungsparameter
• den vereinbarten periodischen Wartungszyklen (Trend-Beobachtung)
• der Überprüfung der Funktion von Bauteilen
• der Verlängerung der Lebensdauer von Bauteilen unter Ermittlung des Ist-Zustandes und der Einleitung von Maßnahmen zur Temperatur-Kompensation

Verwendete Richtlinien/Normen:

• DIN VDE 0100
• DIN EN 61646
• DIN V VDE 0126-3
• DIN V VDE 0126-1-1
• DIN EN 61215
• DIN VDE 0126
• DIN 54162
• DIN 1000-10

Photovoltaik

Der Stromfluss ruft in den Hauptbestandteilen einer PV-Anlage, wie Modulen, Kabeln, Verbindern (Steckern) und Wechselrichtern eine durch Einstrahlung typische Erwärmung hervor.
Thermogramme können deutliche Temperaturabweichungen anzeigen und lassen Rückschlüsse auf erhöhte Übergangswiderstände an Kabeln bzw. Steckern zu. An Solarzellen von Modulen lassen sich Kurzschlüsse, Kontaktfehler oder „hot spots“ orten. An geöffneten Wechselrichtern können Aussagen zu Überlastungen einzelner Bauteile getroffen werden. Der Nachweis einer falschen Montage der Wechselrichter ist anhand der Wärmebildanalyse möglich.

Windkraftanlagen

Bestandteile einer Windkraftanlage, wie Generator, Schütze, Umrichter, Kabel, Sicherungsabgänge, Schaltanlage und Trafo unterliegen einem thermischen Verschleiß.
In Abhängigkeit des Betriebszustandes können an den genannten Bauelementen punktuelle Anomalien zur Temperaturverteilung gemessen werden. Bei deutlichen Asymmetrien der Temperaturverteilung in 3-Phasennetzen können schon Kontaktprobleme in Schützen die Ursache sein. Die Messung der Temperaturverteilung im Umrichter, besonders an den IGBTs, gibt Auskunft über die Wirksamkeit der Kühlung. Daraus können Rückschlüsse zur Lebensdauer und zu Maßnahmen wie einer Temperaturkompensation gezogen werden.
Die Messung an Transformatoren, Leiterbahnen und Schaltanlagen ist eine obligatorische Maßnahme und aus der Elektroenergieversorgung bekannt.