Forschungsprojekt „Cosima“: Inspektion von Photovoltaik-Anlagen aus der Luft

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Das Forschungsprojekt „Cosima“ hat sich zum Ziel gesetzt, Handlungsempfehlungen für einen wirtschaftlichen Weiterbetrieb von Photovoltaik-Anlagen zu erstellen, die auf einer effizienten und intelligenten Inspektion beruhen. Dafür setzen die Partner von N-Ergie und dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien auf die Unterstützung von Drohnen in ihrem im Juli 2018 gestarteten Projekt. Sie sollen zunächst einmal ein möglichst genaues Bild über den Zustand der einzelnen Solarmodule liefern. Mit einer Hochleistungskamera werde die Leistungsfähigkeit einerseits visuell, andererseits im Thermografie- und Elektrolumineszenz-Verfahren ermittelt, wie es weiter hieß. Schäden wie die potential-induzierte Degradation und Risse könnten so zuverlässig aufgedeckt werden. Auch Verschmutzung und Glasbruch, die häufig zu einer Leistungsverminderung der Module führen, sollen automatisch erkannt werden – vor allem an weitläufigen oder schlecht erreichbaren Anlagen, wie es von den Projektpartner weiter heißt.

Im Zuge des Forschungsprojekts, das vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert wird, soll eine Software entwickelt werden, die die riesigen Datenmengen der hochauflösenden Bilder, der Leistungs-, Wetter- und sonstigen Messungen verarbeitet. Auf Basis der Datenanalyse sei dann eine konkrete Empfehlung für jedes einzelne Solarmodul einer Photovoltaik-Anlage möglich. Dabei gehe es um eine automatisierte Prüfung, ob unter Berücksichtigung der zu erwartenden Kosten und Ertrags ein Modul getaucht werden sollte oder eher nicht.

„Mit unseren fortschrittlichen Analysemethoden können wir Unregelmäßigkeiten im Betrieb von Solaranlagen aufspüren. Wir erforschen deren Auswirkung auf die Lebensdauer und analysieren die Effizienz von Wartungsmaßnahmen für mehr Grünen Solarstrom“, sagt Claudia Buerhop-Lutz, Projektleiterin seitens des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien. Für den Energieversorger N-Ergie ist es auch eine Frage nach zuverlässiger Stromversorgung in den kommenden Jahrzehnten. Denn allein in seinem Netzgebiet gebe es zehntausende Photovoltaik-Anlagen. „Damit diese über ihre Lebensdauer von etwa 30 Jahren möglichst zuverlässig regenerativen Strom erzeugen, ist eine regelmäßige Wartung wichtig – auch, weil nur dann die eingesetzten Flächen bestmöglich genutzt werden“, sagt Rainer Kleedörfer, Leiter Unternehmensentwicklung bei der N-Ergie. „Das Befliegen der Anlagen mit einer Drohne ermöglicht anhand unterschiedlicher Messmethoden kosteneffizient das Erkennen von Fehlern.“ Dabei sei der gemeinsam entwickelte Ansatz innovativ und global anwendbar.

Bis August 2020 seien bereits 56 Photovoltaik-Anlagen mit einer Größe zwischen 20 Kilowatt und 10 Megawatt mit Drohnen beflogen worden, um Daten zu erheben und Material für die Erprobung der Software zu gewinnen. In Grundzügen stehe die Software bereits, wobei die zugrunde liegenden Algorithmen stetig weiterentwickelt werden. Das Forschungsprojekt, an dem auch die regionalen Partner Automatic Research, DHG Engineering, IRCAM, Rauschert Heinersdorf-Pressig und die Technische Hochschule Nürnberg beteiligt sind, läuft noch bis Mitte 2021.

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