Zonnepanelen inspecteren met een drone: hotspots en defecten opsporen

Op een groot dak met panelen in verschillende richtingen en strings van ongelijke lengte valt een defect paneel niet altijd op in de productiecijfers. Een warmtecamera boven de panelen maakt zulke fouten vaak wel zichtbaar, op voorwaarde dat de installatie werkt en het weer meezit. Hieronder lees je wat een thermische drone-inspectie van zonnepanelen toont, wanneer de meting betrouwbaar is en waar ze ophoudt.

Wat toont een zonnepanelen inspectie met een drone?

Een warmtecamera toont welke cellen, panelen of strings warmer zijn dan hun buren. Een deel van het zonlicht wordt in een werkend paneel stroom; waar geen stroom geleverd wordt, blijft die energie achter als warmte.

Het rapport van de IEA PVPS over infrarood- en elektroluminescentiebeelden van zonnepanelen (IEA-PVPS T13-10:2018) beschrijft de typische patronen. Hotspots komen uit de cel zelf, zoals een fout uit de productie, uit gebroken glas na hagel, of uit schaduw van een vogeluitwerpsel, een plant, een mast of de rij panelen ervoor. Een actieve bypassdiode leidt de stroom om een strook cellen heen, die dan niets levert; op het beeld zie je een warmere aansluitdoos. Bij PID (potential induced degradation) worden vooral de panelen dicht bij de negatieve pool van de string warmer (IEA PVPS).

Volgens hetzelfde rapport wordt een cel die minder dan 10 °C warmer is normaal niet apart vermeld. Tussen 10 en 20 °C volg je ze op bij volgende inspecties. Boven 20 °C raadt het rapport aan het paneel te vervangen, net als bij een bypassdiode die permanent actief blijft.

Wanneer is een thermische meting van zonnepanelen betrouwbaar?

Bij veel zon, een heldere hemel en weinig wind, terwijl de installatie normaal stroom levert. Bij lage instraling vallen de kleinste temperatuurverschillen weg.

Het IEA PVPS-rapport raadt een instraling van meer dan 600 W/m² aan, zonder wolken, met weinig wind en een stabiele omgevingstemperatuur. Een paneel heeft volgens het rapport 5 tot 15 minuten nodig om zich thermisch aan te passen aan een verandering in zon, temperatuur of wind, zodat voorbijtrekkende wolken het beeld verstoren. Dat telt vooral voor losgekoppelde strings, PID en kortgesloten bypassdiodes: die geven maar een klein temperatuurverschil, dat met de instraling meegroeit. Bij weinig zon zijn ze moeilijk of niet te zien (IEA PVPS).

De installatie moet onder belasting staan. In een proef uit het rapport was het PID-patroon zichtbaar bij werking dicht bij het maximale vermogen en verdween het in open klem. Wind brengt zelf temperatuurverschillen over het veld en maakt het beeld moeilijker te lezen. Glas weerkaatst bovendien wolken, gebouwen en bomen; de gebruikelijke oplossing is wachten of de camera anders positioneren. De emissiviteit van het glas bedraagt volgens het rapport ongeveer 0,85 als de camera er onder een hoek tussen 60 en 90 graden op kijkt.

Voor deze inspecties bestaat een eigen technische specificatie, IEC TS 62446-3. Die legt eisen vast voor de apparatuur, de omgevingsomstandigheden, de werkwijze, het rapport en de kwalificatie van wie inspecteert (IEC). De algemene voorwaarden voor thermografie van gebouwen lees je in wat een drone-inspectie van gebouwen toont.

Wat toont de gewone camera op zonnepanelen?

De gewone camera (RGB) toont wat zichtbaar beschadigd of vervuild is aan de voorkant van de panelen. Ze helpt ook om het warmtebeeld te verklaren.

Het IEA PVPS-rapport over defecten van zonnepanelen (IEA-PVPS T13-01:2014) noemt visuele inspectie de snelste manier om defecten te vinden, en effectief voor onder meer brandsporen, delaminatie, vergeelde inkapseling en defecte aansluitdozen. De controlelijst uit de IEC-modulenormen die het rapport overneemt, vermeldt onder meer verbruining aan de voorkant, verbogen of gebroken frames en broze of losgekomen kabels. Gebroken glas is volgens het rapport meer dan een kwestie van opbrengst: de isolatie van het paneel is dan niet meer gegarandeerd, zeker bij nat weer, en de breuk veroorzaakt hotspots (IEA PVPS).

Hoeveel vervuiling je opbrengst kost en hoe vaak reinigen zinvol is, lees je in hoe vaak je zonnepanelen reinigt.

Wat kan een drone-inspectie van zonnepanelen niet?

Een drone meet niets elektrisch. Voor de stroom, de spanning en de veiligheid van de installatie is iemand nodig die meetapparatuur op de installatie aansluit.

De I-V-curve, de stroom-spanningskarakteristiek van een paneel of string, wordt op de installatie zelf gemeten. Het IEA-rapport vermeldt dat onderhoudsbedrijven beeldinspecties aanbieden naast I-V-metingen en monitoring. Hetzelfde geldt voor de elektrische veiligheid: IEC 62446-1 beschrijft de tests, inspectiecriteria en documentatie om na te gaan of een installatie veilig is geplaatst en correct werkt (IEC).

Elektroluminescentie (EL) is een aanvullende methode. Men stuurt stroom door de panelen en fotografeert het licht dat de cellen uitstralen, wat volgens het IEA-rapport inzicht geeft in microbarsten. Omdat dat licht zwak is, gebeurt EL buiten bij zonsondergang, 's nachts of onder een afdekking. Het kan met een drone, maar het is een aparte meting.

Wat doe je met de bevindingen?

Je laat elke bevinding op het dak lokaliseren, reinigt waar vuil of schaduw de oorzaak is, en geeft defecten door aan je installateur. Die beslist over herstel of vervanging.

Het IEA-rapport raadt aan elk beeld aan de juiste plaats in het stringplan te koppelen en kritieke afwijkingen zo snel mogelijk op te volgen.

Voor de garantie kijk je naar de voorwaarden van de fabrikant van je panelen. Het IEA-rapport raadt aan een eerste thermische inspectie te doen bij de ingebruikname, omdat het achteraf moeilijk kan zijn uit te maken of schade van een kwaliteitsprobleem komt of van ontbrekend onderhoud, bijvoorbeeld panelen die lang met vogeluitwerpselen bleven liggen (IEA PVPS).

Veelgestelde vragen