Kennlinienmessung für Solaranlagen

Liefert eine Photovoltaikanlage nicht die zu erwartenden Erträge, kann mittels Kennlinienmessung die Leistung der Anlage ermittelt werden. Dabei werden sowohl die Leistungsfähigkeit einzelner Module sowie von Strings überprüft. Für die Dauer der Kennlinienmessung muß die Anlage abgeschaltet und die Module vom Wechselrichter getrennt werden.

Durch eine Kennlinienmessung können ggf. folgende Fehler in Photovoltaikanlagen erkannt werden:

  • Leistungsminderung von einzelnen Photovoltaikmodulen, Strings oder der Komplettanlage.
  • Fehlerhafte Auslegung des Wechselrichters im Verhältnis zur Leistung der Solarmodule
  • Korrosion an Schraub- oder Steckverbindern.
  • Ablösung der Zelleinbettung / Delamination
  • Fehler in einzelnen Zellen durch Micro-Shunts (Hotspots)
  • Bruch von Einzelzellen im Modul
  • mangelhafte elektrische Verbindung im Modul
  • defekte Bypassdiode
  • Kurzschluß zwischen Einzelzellen im Modul
  • Kabelbruch in der Anlage DC-seitig
  • fehlerhafter Anschluß eines Moduls oder kompletter Modulstring nicht angeschlossen

Es erfolgt eine Auswertung mit Dokumentation sowie grafischer Darstellung der ermittelten Kennlinien.

Zur Eingrenzung eines möglichen Fehlers werden zunächst komplette Strings vermessen. Das Meßverfahren erfaßt mit hoher Geschwindigkeit die I-U-Kennlinie (Strom-Spannungs-Kennlinie) durch gleichmäßige Messung an kapazitiver Last. Zusätzlich werden der Kurzschlußstrom und die Leerlaufspannung ermittelt.

Um eine Kennlinie ausreichender Genauigkeit zu erhalten ist eine Sonneneinstrahlung von
600 W/m² oder mehr empfehlenswert. Ein optimales Ergebnis lässt sich bei einer Strahlungs-
intensität von über 800 W/m² erzielen. Bei Einstrahlungswerten unter 500 W/m² ist keine belastbare Messung möglich.

Anhand Ihres Verlaufs zeigt die gemessene I-U-Kennlinie definierte Fehlerbilder. Sollte sich der Verdacht der Leistungsminderung bestätigen, müssen dann ggf. einzelne Module des betroffenen Strings vermessen werden. Dazu sind diese meist zu demontieren, da eine Vermessung einzelner Module auf einem Schrägdach in der Regel nicht möglich ist.

Eine Überprüfung der Photovoltaikanlage mittels Kennlinienmessung dient bei neu installierten Anlagen auch zum Nachweis der gelieferten Anlagenleistung. Bei älteren Photovoltaikanlagen kann die Kennlinienmessung zur Bestimmung von Leistungsverlusten herangezogen werden, um so ggf. Leistungsgarantien der Hersteller einzufordern.