Die Kennlinienmessung ist schon Standard bei der jährlichen Überprüfung von Solaranlagen, weißen doch die Ergebnisse auf viele möglichen Fehler hin. Damit die Kennlinie aber auch stimmt, muss das Equipment auf dem neusten Stand sein – vor allem die Einstrahlungssensoren.
Damit das Kennlinienmessgerät die tatsächlich gemessenen Wertepaare auf die Standardtestbedingungen hochrechnen kann, müssen während der Messung die Werte für die Sonneneinstrahlung ermittelt werden. Die Hersteller der Kennlinienmessgeräte liefern dazu entsprechende Sensoren mit.
Der Sensor besteht hauptsächlich aus einer kleinen Solarzelle, die misst, wie viel Energiemenge von der Sonne kommt. Mit dem Sensor kann und muss der prüfende Techniker außerdem die Modultemperatur messen, da diese einen erheblichen Einfluss darauf hat, an welchem Punkt die Spannung mit steigendem Stromfluss beginnt, stärker zu sinken.
Verschiedene Sensoren mit Vor- und Nachteilen
Bei einigen Sensoren ist diese Temperaturmessung nur über den direkten Kontakt mit dem Modulglas möglich. Der Handwerker setzt dazu den Sensor auf das Modul auf, misst die Temperatur und installiert ihn anschließend neben der Solaranlage. Dort zeichnet das Gerät dann die aktuellen Einstrahlungsdaten auf. Andere Sensoren befestigt man gleich neben der Anlage. Sie haben einen Fühler, mit dem sie die Außentemperatur messen und diese dann auf die Temperatur auf der Moduloberfläche hochrechnen (extrapolieren).
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Beide Varianten haben ihre Vor- und Nachteile. Bei einer Temperaturmessung direkt auf dem Modulglas treten im Gegensatz zur Extrapolation keine Ungenauigkeiten auf. Andererseits kann sich die Modultemperatur ändern, während der Handwerker damit beschäftigt ist, den Sensor nach der Messung neben die Anlage zu schrauben. Dies sollte er beachten, wenn er die Kennlinien später auswertet. Hier hat die andere Variante der Hochrechnung der Außentemperatur auf die Modultemperatur den Vorteil, dass die Messung der Temperatur gleichzeitig mit der Aufzeichnung der Kennlinie parallel erfolgt.
Sensor regelmäßig kalibrieren
Das Herzstück des Sensors ist aber die kleine Solarzelle, die die gleiche Charakteristik haben sollte wie die zu vermessenden Module. Denn jede Photovoltaiktechnologie hat ihre speziellen Eigenheiten, welchen Spektralbereich des Sonnenlichts sie in welchem Maße zur Stromproduktion nutzt. Nur wenn dieses Spektrum der Solarmodule mit dem des Sensors übereinstimmt, kann das Kennlinienmessgerät die aufgenommenen Daten vernünftig auf die Standardtestbedingungen umrechnen.
Wie jedes Messgerät, das professionell eingesetzt wird, sollte auch der Sensor eines Kennlinienmessgerätes regelmäßig kalibriert werden. Die meisten Hersteller lassen dies durch einen externen Dienstleister zu. Einige Geräte kalibrieren die Hersteller aber lieber selbst, um sicherzugehen, dass dies auch normgerecht geschieht. Standards für die Kalibrierung haben die Deutsche Akkreditierungsstelle (DAkkS) und der Deutsche Kalibrierdienst (DKD) festgelegt. Teilweise geben die Hersteller vor, auf welchen Standard der Kalibrierdienstleister bei der Neueinstellung der Sensoren zurückgreifen muss.
Bei der Kalibrierung wird die Solarzelle unter einen Sonnensimulator gelegt. Dort wird sie mit Sonnenlicht in dem Spektrum bestrahlt, das die Standardtestbedingungen vorgeben. Vor der Vermessung der Sensorzelle muss der Sonnensimulator aber selbst erst einmal mit einer baugleichen Referenzzelle kalibriert werden, von der die konkreten Werte der Kennlinie bei Standardtestbedingungen bekannt sind. Aus dem Vergleich der Messdaten der Referenzzelle mit denen der Sensorzelle leitet das Kalibrierlabor entsprechende Abweichungen ab. Denn auch die Zellen im Sensor altern und reagieren bei Standardtestbedingungen anders als neue Zellen. Aus den Abweichungen zwischen der Referenz- und der Sensorzelle kann der Kalibrierer bestimmen, wie die Werte für die Einstrahlung und die Temperatur aussehen müssten, wenn die Sensorzelle neu wäre. Entsprechend kann der Sensor später die von ihm gemessenen Daten so umrechnen, als wäre er neu. (su)
