Ucair will Thermografie skalierbar machen

Vermittlungsplattformen für Anlagen, Projekte oder Installateure gibt es in der Photovoltaik schon lange. Eine eigene Plattform für Thermografiedienstleistungen ist allerdings neu. Das Unternehmen Ucair will damit eine Anlaufstelle für Drohnenpiloten sein, die Thermografiebefliegungen von Photovoltaikanlagen anbieten. Die Piloten vermittelt das Berliner Start-up dann an interessierte Installateure, Betriebsführer und Stadtwerke. Ucair selbst übernimmt die Auswertung der Infrarotaufnahmen und ist somit kein gänzlich außenstehender Vermittler. Allerdings arbeitet Ucair auch hier mit externen Partnern zusammen.

In dieser Arbeitsteilung sieht Ucair-Mitgründer Christian Shuster verschiedene Vorteile. Die Drohnenpiloten sollen vornehmlich dort zum Einsatz kommen, wo sie ansässig sind. Das beschleunige nicht nur die Terminfindung – unter anderem in Schlechtwetterphasen –, sondern spare vor allem auch Anfahrtskosten. Zudem könnten Installateure ihren Kunden so unkompliziert Thermografieunter­suchungen anbieten, auch wenn sie selbst nicht über das nötige Equipment verfügen. Damit ließen sich dann bestenfalls Folgeaufträge generieren – zum Beispiel zur Anlagenoptimierung.

Skalierbarkeit schaffen

Ucair wurde im März 2017 von Christian Shuster und seinem Kollegen Marian Krüger aus dem Innogy Innovation Hub ausgegründet. Heute besteht es aus vier fest angestellten Vollzeitmitarbeitern sowie mehreren Teilzeitkräften und Freelancern. Deutschlandweit sind bisher 45 Drohnenpiloten im Netzwerk. Weitere gibt es in Italien, Spanien, Tschechien, Griechenland, der Schweiz und den Niederlanden. „Viele deutsche Betriebsführer haben auch Anlagen im Ausland und fragen uns, ob wir diese auch übernehmen können“, sagt Shuster. „Wir schauen dann, ob die Rahmenbedingungen stimmen und ob wir dort auch Piloten akquirieren können.“ Unter den Installateuren, Betriebsführern und Stadtwerken in Deutschland seien mittlerweile 25 Partner von Ucair.

Shuster hat das Innogy Innovation Hub vor zwei Jahren zunächst mit aufgebaut. Danach überlegte er dort gemeinsam mit Marian Krüger, wie Drohnenthermografie für ­Photovoltaikanlagen effizienter und skalierbarer gestaltet werden könnte. „Wenn man selbst mit Kamera und Drohne quer durch Deutschland fahren muss, ist das nur bedingt skalierbar“, sagt Shuster. „Durch unsere Pilotenplattform können wir dies verbessern und zudem einheitliche Festpreise von Mecklenburg-Vorpommern bis Bayern anbieten.“ Die Endkundenakquise übernehmen im Idealfall die Partnerbetriebe unter den Installateuren, Betriebsführern und Stadtwerken, meint Shuster. „So können wir uns auf das konzentrieren, was für den Kunden im Grunde am wichtigsten ist: eine schnelle, präzise und kostengünstige Auswertung.“

Die Kosten für eine Thermografiebefliegung inklusive ­Auswertung fangen bei Ucair bei 276 Euro an, für kleine Wohnhausanlagen mit bis zu 19 Kilowatt Nennleistung. Für eine 1,5-Megawatt-Anlage kostet es 2.100 Euro und wird ab dann in 500-Kilowatt-Schritten teurer. Bei mehr als drei Anlagen mit jeweils weniger als 350 Kilowatt in einem Umkreis von 20 Kilometern gibt es einen Rabatt. Shuster hält die Preise im Marktvergleich für attraktiv und will künftig mit zu­nehmend computergestützter Auswertung noch günstiger werden.

Kann das jeder?

Kann das jeder Pilot, auch ohne Photovoltaikhintergrund? Das ist eine der zwei entscheidenden Fragen zur Sinnhaftigkeit des Projekts. „Unsere Drohnenpiloten müssen keine Experten im Fach Solartechnik sein“, sagt Shuster. Im Grunde könne das jeder machen. Natürlich gebe es aber ein paar Voraussetzungen zu erfüllen. „Wir haben einen Bewerbungsprozess, der zum Beispiel das technische Equipment betrifft. Und wir schauen auch, was die Piloten schon für Erfahrungen haben.“

Zudem brauchen sie einen Drohnenführerschein, eine Luftfahrt-Haftpflichtversicherung und eine Kennzeichnung ihrer Drohne. Bei neuen Piloten, die ihre erste Befliegung machen, sei Ucair zudem immer mit vor Ort, um gegebenenfalls weitere Anleitung zu geben. Zum Beispiel sei es wichtig, auch eine Übersichtsaufnahme aus größerer Höhe zu machen, um Verschattungen durch Bäume oder Wärmestrahlung von Gebäuden besser abschätzen zu können. „Eine Solaranlage zu befliegen ist aber auch nicht so komplex. Viele unserer Piloten kommen aus Film und Fernsehen und machen da oft viel kompliziertere Sachen. Ein Solarpark ist dagegen relativ einfach.“

Die Befliegung, Auswertung und Fehlerbewertung geschieht bei Ucair nach der Vornorm DIN VDE V 0126-23-3, „Zerstörungsfreie Prüfung – Infrarot-Thermografie von Photovoltaik-Modulen und Anlagen im Außenbereich“. Darin werden unter anderem die Anforderungen an die Thermografiekamera (zum Beispiel eine Auflösung von mindestens 320 x 240 Pixeln und eine spektrale Empfindlichkeit von 8 bis 14 Mikrometern), an die Aufnahmebedingungen (zum Beispiel Mindesteinstrahlung von 600 Watt pro Quadratmeter) und an die Auflösung auf Zellebene (fünf mal fünf Pixel bei einer Sechs-Zoll-Zelle) festgehalten. Ebenso finden sich dort eine Liste der häufigsten Auffälligkeiten und die entsprechenden Grenzwerte der ­Temperaturdifferenzen von funktionsfähigen Bauteilen zu auffälligen Bauteilen. [Anmerkung der Redaktion: Der Redaktionsschluss für diesen Beitrag lag im März 2018. Seit April 2018 ist die neue Norm DIN IEC/TS 62446-3 (VDE V 0126-23-3) „Photovoltaik(PV)-Systeme – Anforderungen an Prüfung, Dokumentation und Instandhaltung – Teil 3: Photovoltaische Module und Betriebsanlagen – Infrarot-Thermografie im Freien“ veröffentlicht. Sie löst die Vornorm ab.]

Auswertung automatisieren

Die andere entscheidende Frage zur Sinnhaftigkeit des Projekts ist, wie gut die Auswertung funktioniert, wenn sie nicht von einem Experten gemacht wird, der auch die Situation vor Ort aus eigener Anschauung kennt. Manchmal muss man für eine gute Auswertung eben bemerken, ob es Objekte in der Nähe gibt, die Schatten werfen können. Um sinnvolle Maßnahmen vorschlagen zu können, ist es nötig zu wissen, ob vielleicht der Boden vollkommen vermatscht ist oder andere Umgebungsparameter auffällig sind.

Für ein genaueres Verständnis der Anlage und auch um die Fehler genau lokalisieren zu können, lässt Ucair nicht nur ein Übersichtsfoto machen, sondern sich auch von jeder Anlage die Modul- und Strangverschaltungspläne geben, bei großen Anlagen auch einen Layoutplan. Für die Fehlerdetektion kommt dann eine Software zum Einsatz. „Dabei erstellen wir von jeder Anlage ein Modell, an dem wir genau nachvollziehen können, wo der Fehler zu finden ist. Gerade bei der Zuordnung und Lokalisierung wollen wir mehr und mehr automatisieren, weil wir da den meisten Aufwand haben“, sagt Shuster.

Die zunehmende Automatisierung wird dabei nicht nur vorangetrieben, um den Mitarbeitern die Arbeit zu erleichtern. Es geht auch darum, dem Kunden die Ergebnisse schneller präsentieren zu können. Was bei anderen Anbietern schon mal Wochen oder Monate dauern kann, will Ucair deutlich schneller schaffen. „Einen Zwölf-Megawatt-Park wollen wir in zehn Werktagen fertig ausgewertet haben“, sagt Shuster. „Dem Kunden ist wichtig, dass er schnell einen guten Bericht bekommt, damit er sein Team bei Bedarf gleich vor Ort schicken kann.“

Teil der Auswertung zu dem Thermografiebild. Die ausgefallenen Module würden den Ertrag pro Jahr um 5.580 Kilowattstunden reduzieren, die ausgefallenen Substrings um 2.295 Kilowattstunden, das Modul mit Hotspot 18 Kilowattstunden. Die Auswertung, die pv magazine vorlag, beurteilte ein externer Fachmann als richtig. Allerdings ist die Anlage auch sehr stark beschädigt. Bei einer weniger stark geschädigten Anlage ist die Analyse eine größere Herausforderung. Grafik: Harald Schütt/pv magazine, Quelle: Ucair

Fehler gefunden, was nun?

Die Auswertung für den Kunden besteht unter anderem in einem Übersichtsplan, in dem alle auffälligen Module mit ihren jeweiligen Fehlern verzeichnet sind. Zu den gefundenen Fehlern gehören beispielsweise Hotspots, ausgefallene Zellstrings, ganze Modulausfälle oder potenzialinduzierte Degradation (PID). In einer Übersicht werden je nach Fehlertyp auch die angenommenen Mindererträge pro Jahr prognostiziert. Dafür zieht das Unternehmen neben Modul- und Wechselrichterdaten nach eigener Aussage auch Ergebnisse verschiedener Studien über die Auswirkungen von Moduldefekten heran. Shuster räumt ein, dass die Prognose nicht auf den Euro genau sei, aber doch als gute Orientierungshilfe für den Kunden dienen könne. Und mit wachsendem Datenschatz würden die Prognosen künftig auch genauer.

Ob darüber hinaus weitere Handlungsempfehlungen gegeben würden, hänge stark vom Kunden ab, sagt Shuster. „Wir schreiben dem Kunden nicht vor, irgendwelche Maßnahmen zu ergreifen. Wir können natürlich beraten.“ Das sei aber zumindest im Wohnhausbereich ein Service, den auch der jeweilige Partnerbetrieb übernehmen könne, um danach gegebenenfalls Instandsetzungen oder Optimierungen anzubieten. „Und große Betriebsführer wissen nach unserer Auswertung in der Regel selbst sehr gut, was genau zu tun ist.“

Ob Endkunden und Kleinanlagenbetreiber mit der Auswertung wirklich etwas anfangen können, bezweifeln etliche Experten. Der Ucair-Service könnte jedoch für professionelle Betriebe, seien es Installationsbetriebe, EPC oder O&M-Dienstleister, interessant sein, wenn diese keine eigenen Piloten aus der Region zur Hand haben. Dann fällt auch das Argument weg, dass eine Ortsbegehung wichtig ist. Diese kann dann der Partnerbetrieb übernehmen, wenn es um die Diskussion möglicher Maßnahmen geht.

Zustand der ersten 175 Anlagen

Seit der Gründung im März 2017 hat Ucair rund 200 Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung im dreistelligen Megawattbereich thermografisch untersucht – darunter Wohnhausanlagen, größere Gewerbedächer und Solarparks. Ergebnis: 70 bis 80 Prozent der Anlagen haben Auffälligkeiten. Ab Leistungen von mehr als 100 Kilowattpeak hätten bisher alle Anlagen Auffälligkeiten gehabt.

„In unserem ersten Jahr haben wir es geschafft, unsere Dienstleistung bereits europaweit mit einem gleichbleibend hohen Standard verfügbar zu machen“, sagt Shuster. „Jetzt gilt es für uns, die Datenauswertung weiter zu automatisieren und dafür zu sorgen, dass wir unsere Kunden beim Betrieb ihrer Anlagen noch mehr unterstützen.“