Testzentren | Labore

Photovoltaik-Systeme

In den Outdoor-Testfeldern für Photovoltaik-Systeme werden einzelne Module und Gesamt­systeme über längere Zeiträume nach europaweit abgestimmten Richtlinien für viele Herstel­ler vermessen. Kassel ist ein wichtiger Referenzstandort in den von DERlab e.V. europaweit angebotenen Messungen nach einheitlichem Verfahren.

Freilandtest Photovoltaik-Module

Wir bieten Ihnen PV-Modul-Messungen unter realen Wetterbedingungen im Freiland an.
Sichern Sie damit Ihre Performance-Angaben ab. Profitieren Sie von unserem wissenschaftlichen Background und unserer Erfahrung.

Standort Deutschland

Unser Testfeld liegt mitten in Deutschland in unmittelbarer Nähe von Kassel.
Es bietet hervorragende Bedingungen für einen ungestörten, ganzjährigen Messbetrieb.

Vor-Ort-Untersuchung

Mit unserer mobilen Messstation bieten wir Ihnen Messungen an Ihren Wunschorten an.
Damit lassen sich für eine bestimmte Messperiode gezielt spezifische Eigenschaften untersuchen.

Internationale Standorte

In Kooperation mit unseren DERlab-Partnern können wir Ihnen auch weltweit Modultests,
z. B. in Extremklimaten, anbieten. Die Rahmenbedingungen für die Messungen entsprechen
den „Technical Guidelines on Long-term Photovoltaic Module Outdoor Tests“.

Innovative Messtechnik

Unsere Messtechnik für die charakteristischen PV-Modulgrößen bietet ein Höchstmaß an Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Die Messunsicherheit liegt deutlich unter einem Prozent.
Dafür setzen wir Messgeräte ein, die nach wissenschaftlichen Erkenntnissen für die Messung von PV-Modulen konzipiert, entwickelt und über Jahre an die Anforderungen von neuen Modultechnologien angepasst wurden.

Für die Messung der Modultemperaturen und der allgemeinen meteorologischen Größen, inkl. Solarspektrum, setzen wir Qualitätsmessgeräte ein, die ebenfalls höchste Ansprüche erfüllen.

 

Prüfung dachintegrierter PV-Systeme

© Foto Fraunhofer IWES / Uwe Krengel

PV Testlab Musterdächer

Auf drei Musterdächern mit unterschiedlichen Neigungswinkeln (15°, 30°, 45°) wird das reale Betriebsverhalten von dachintegrierten PV-Systemen untersucht. Dabei werden mehrere physikalische Größen messtechnisch erfasst.

Durch systematische Analysen können die elektrischen sowie mechanischen und thermischen Eigenschaften unterschiedlicher Indach-Systeme charakterisiert werden, wobei auch stets die meteorologischen Umgebungsbedingungen mit einbezogen werden.

Aus den gewonnen Messdaten können Wechselwirkungen zwischen Umgebungsbedingungen, Modulleistung, Modultemperatur, mechanischer Modulverformung, Wärmefluss, Modulhinterlüftung etc. ermittelt und bewertet werden. Zusätzlich zur Dachintegration können identische Module frei aufgeständert sowie mit rückseitiger thermischer Isolierung betrieben werden (Best-case und Worst-case Szenario).

Elektrolumineszenz

Bei der Elektrolumineszenz handelt es sich um ein zerstörungsfreies optisches Prüfverfahren. Photovoltaik-Module werden mittels eines definierten Prüfstroms zur Emission angeregt. Dabei emittieren lediglich elektrisch aktive Bereiche des Solarmoduls, so dass sich Beschädigungen wie Cracks, Verbinderbrüche etc. visualisieren lassen. Oft sind so auch Aussagen über die Schadensursache machbar. Die Abstrahlung im nahen Infrarot-Bereich kann mit dafür ausgelegten Sensoren detektiert, in Falschfarbendarstellung abgebildet und anschließend quantifiziert und analysiert werden.

Kontrollen zur Qualitätssicherung

Die Qualitätsüberprüfung empfiehlt sich insbesondere bei Eingangskontrollen aber auch während des Betriebs und optischen oder technischen Auffälligkeiten.

So bietet die  Elektrolumineszenzanalyse eine effiziente Überprüfungsmöglichkeit der Leistungsdaten, gerade innerhalb langer Produkt- (5 bis 10 Jahre) und Leistungsgarantiezeiten
(20 bis 25 Jahre) von Solarmodulen.

 

Thermografie

Eine weitere bildgebende Charakterisierung, die zusätzlich auf die Bereiche des Bauwesens und der Solarthermie abzielt, ist die Infrarot-Thermografie. Hierbei wird die sogenannte Wärmestrahlung mit Hilfe einer Wärmebildkamera in den sichtbaren Bereich verschoben. Mit dieser Technik kann eine große Bandbreite von Fehlstellen und Unregelmäßigkeiten an PV-Zellen, Modulen sowie Großanlagen erkennbar gemacht werden. Darüber hinaus können auch thermische Eigenschaften von elektronischen Komponenten (z.B. PV-Wechselrichter) dargestellt werden.

Die Anwendung und Vorteile der Thermographie

  • Detektion von Überhitzungen an Fehlstellen (Hotspots)
  • Schnelle, kostengünstige Lokalisation und Klassifikation von Fehlern
  • Problemloser Einsatz an laufenden Anlagen, Vor-Ort Begutachtung
  • Begutachtung von Anlagen über längere Zeiträume mittels Datenarchivierung möglich

Weitere Einsatzgebiete

  • Wärmetechnische Überprüfung und Beurteilung von Dämmungen an Gebäuden und Anlagenkomponenten
  • Visualisierung verdeckter Bauteile oder Konstruktionen
  • Auffinden von Wasser-/Betriebsmittelleitungen bzw. Leckagen (z.B. Fußbodenheizung) und Durchfeuchtungen
  • Thermische Charakterisierung elektronischer Komponenten

Kennlinienmessung

Im Zuge einer Untersuchung von PV-Modulen bieten wir die Aufzeichnung von UI-Kennlinien nach DIN EN 60904-1, sowie die Messung des Serienwiderstands Rs und des Parallelwiderstands Rp des Moduls an. Damit lässt sich die reale Performance des Moduls, z.B. gegenüber den Herstellerangaben im Datenblatt, vergleichend überprüfen. In solchen Strom-Spannungs-Diagrammen lassen sich Leistungen unter STC (Standard Test Conditions) vorteilhafterweise direkt als Flächen, resultierend aus der Multiplikation beider Größen, ablesen. Kunden haben somit die Möglichkeit, die wichtigsten realen elektrischen Eigenschaften auf einen Blick zu bekommen.

 

Photovoltaik

Performance von PV-Speichersystemen

Eine verständliche und anwendungsnahe Charakterisierung der Leistungsfähigkeit von PV-Speichersystemen bietet Vorteile für Hersteller, Planer und  Anwender.

Spezielle Untersuchungen

  • Modul im Worst-Case-Szenario (thermisch isoliert)
  • Modul im Potential-Induced-Degradation (PID) Outdoor-Prüfstand
  • Module in gebäudeintegrierten PV-Generatorfeld auf Musterdächern (Anzahl nach Absprache)
  • Charakterisierung der elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften
  • Messungen an BOS-Komponenten im Testfeld
  • String- und Mikro-Wechselrichter, DC-DC-Wandler, Anschlussdose, etc.
  • Spezielle Einbausituation nach Kundenwunsch (z.B. spezielle Ausrichtungen, Sonnenstand nachgeführt)
  • Infrarot- und Elektrolumineszenzmessungen zu Beginn und während des Betriebszeitraumes (zyklisch)

 

Nutzen

  • 100%-ige Kenntnis der Performance Ihrer PV-Module
  • Früherkennung von Optimierungspotenzialen unter realen Einsatzbedingungen
  • Erweiterung des Erfahrungsschatzes zur standortbezogenen Ertragssituation
  • Überprüfung der Einsatztauglichkeit durch kombiniert auftretende Belastungen im Outdoor-Bereich, die durch Einzelprüfungen nicht abgeprüft werden können
  • Direkter Ertragsvergleich zu Referenzmodulen
  • Qualitätsüberprüfung durch optische Prüfverfahren (Infrarot, Elektrolumineszenz) bei Eingangskontrolle und während des Betriebszeitraumes (zyklisch)
  • Vertrauensbildende Maßnahme gegenüber Banken, Großhändlern und Endkunden durch wissenschaftliche Begleitung