So spüren Drohnen Schäden an Photovoltaikanlagen auf

Betreiber von Photovoltaikanlagen müssen regelmäßige Inspektionen durchführen, um vor allem die Leistung der Module und damit die Effizienz der Anlage sicherzustellen. Der Einsatz moderner Drohnentechnologie hebt die Inspektion auf das nächste Level und bietet eine interaktive Datenverarbeitung – damit Schäden schnell repariert werden können.

Herausforderung: Effizienz von Inspektionen erhöhen

Inspektionen und die zeitgerechte Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen sind für die Betreiber von Anlagen essenziell. Zum einen können dabei Verluste und sicherheitsrelevante Mängel aufgedeckt werden, zum anderen dienen diese Maßnahmen häufig der Effizienzerhaltung, damit weiterhin die maximale Leistung der Anlage sichergestellt werden kann. Vor allem bei Photovoltaikanlagen haben sich hier thermografische Inspektionen bewährt, da die Verkabelungen zwischen den Modulen dabei nicht getrennt werden müssen. Die Anlage läuft somit ohne Unterbrechung weiter. Solche Untersuchungen mit einer Handkamera durchzuführen ist nicht nur ineffizient, sondern auch unwirtschaftlich. Denn bei dieser klassischen Variante der Temperaturmessung entstehen Hunderte Einzelfotos ohne konkrete Lokalisierung und Dokumentation. Notizen zu den Bildern müssen manuell erstellt und wiederum in eine Datenbank übertragen werden. Die Daten bieten somit nur eine begrenzte Nutzbarkeit, vor allem auch, da sie nur schwer zu vergleichen sind. 

Ein UAV (engl. „unmanned aerial vehicle“) ist ein unbemanntes Luftfahrzeug, das über eine Fernsteuerung oder eine Softwareanwendung von einem Piloten aus der Distanz gelenkt wird. Im allgemeinen Sprachgebrauch hat sich die Bezeichnung Drohne durchgesetzt. Je nach Anwendungszweck lassen sich Drohnen mit Kameras, speziellen Sensoren oder kleinen Transportlasten ausrüsten.

„Die Drohne nimmt bei der Inspektion hochauflösende Thermalbilder auf und lokalisiert so mittels Künstlicher Intelligenz Fehler in den Modulen.“

Benedikt T. Brahm, Consultant Business Analytics

Lösung: Schadenanalyse mit Drohnentechnologie

Schnelle und effiziente Abhilfe schaffen Drohnen, mit denen die Photovoltaikanlagen beflogen werden können. Gemeinsam mit seinem Kooperationspartner FairFleet bietet Funk hier einem Kunden aus der Solarbranche eine Lösung an, die durch den Einsatz modernster Hardware und Software nicht nur Kosten spart, sondern auch die Anlagenleistungen steigert. „Die Drohne nimmt bei der Inspektion hochauflösende Thermalbilder auf und lokalisiert so mittels Künstlicher Intelligenz Fehler in den Modulen“, erklärt Benedikt T. Brahm, Consultant Business Analytics bei Funk. „Darüber hinaus werden auch Brüche, Risse und Verschattungen identifiziert, lokalisiert und dokumentiert. Alle gefundenen Schäden werden dann in eine Online-Plattform integriert.“ Das Ergebnis: eine detaillierte Analyse und Bewertung, auf deren Basis Betreiber Handlungsentscheidungen treffen und Techniker zielgerichtet zu defekten Modulen leiten können. 

Nutzen: Fehlerkorrektur trifft Risikoprävention

Die Drohnentechnologie erkennt durch den Einsatz künstlicher Intelligenz präzise eine Vielzahl von Anomalien in den Solaranlagen, wie zum Beispiel nicht oder falsch angeschlossene Modulstränge, defekte Steckverbindungen, erhitzte Zellen und Hotspots sowie fehlerhafte Lötstellen oder Verschattungen. Darüber hinaus werden auch defekte und erwärmte Bypass-Dioden und gesperrte Zellstränge identifiziert, ebenso wird eine Auflistung von Hinweisen auf potenzialinduzierte Degradation, kurz PID, erstellt. Durch die Schadendarstellung auf einer interaktiven Plattform erhält der Betreiber eine genaue Zusammenfassung von allen gefundenen Fehlern der Photovoltaikmodule. Die verschiedenen Anomalien können mittels verschiedener Farben dargestellt und priorisiert werden. Durch den Export als kml- oder shp-Datei kann der Techniker sich die verschiedensten Fehler dann auf sein Handy laden und die Anomalien direkt reparieren – ohne lange zu suchen. Ein individueller Report des Fehlers kann zudem jederzeit mit Kollegen geteilt werden. Auch zur Schadenaufnahme und -analyse können so zielgerichtete Berichte erstellt werden, die eine effizientere Abwicklung ermöglichen.

KI ist ein Überbegriff für softwarebasierte Anwendungen, die Intelligenzleistungen des menschlichen Gehirns replizieren – Lernen, Urteilen und das Lösen von Problemen. Sie basieren dabei im Wesentlichen auf Algorithmen zur Berechnung von Wahrscheinlichkeiten und dem Erkennen von Mustern in umfangreichen Datensets. Das wichtigste Merkmal von KI-Methoden ist die Lernfähigkeit, durch die sie nicht bloß auf Basis vorgegebener, auswendig gelernter Beispiele entscheiden, sondern in der Praxis gewonnenes Wissen verallgemeinern und neu anwenden können. Dadurch liefern KI-Anwendungen mit der Zeit immer bessere Ergebnisse zu der ihnen zugewiesenen Aufgabenstellung.

Hochauflösende Thermalbilder, aufgenommen mit moderner Drohnentechnologie, zeigen Fehler an den einzelnen Photovoltaikmodulen.

 

Funk Beyond Insurance baut zudem bereits weitere Nutzungs­möglichkeiten der Technologie im Bereich Versicherungen auf, wie Manuel Zimmermann, Manager Beyond Insurance bei Funk, verrät: „Wir arbeiten aktuell daran, die Nutzung von Drohnen zur Inspektion oder Prüfung baulicher Anlagen auch vonseiten der Versicherer anerkennen zu lassen.“ Hier steht neben der Schaden­bearbeitung auch die Risikoprävention im Fokus: Auf Basis eines Drohnenflugs können maßgenaue, fotogrammetrische 3-D-Modelle erstellt werden – von einem ganzen Gebäude oder auch nur einem Dach. Die Betreiber können mögliche Risiken so besser einschätzen; außerdem kann die genaue Dokumentation des Objekts im Schadenfall herangezogen werden. Darüber hinaus helfen die automatisierten Analyseberichte der Dachinspektionen bei Hagelschäden, Sturmschäden oder Rissen in der Dachhaut.

Projektverlauf: Service von der Genehmigung bis zur Datenverarbeitung

Da Drohnenflüge strengen Vorschriften unterliegen, die je nach Bundesland unterschiedlich sind, dürfen kommerzielle Drohnenflüge nur von professionellen und lizenzierten Drohnenpiloten durchgeführt werden. Das FairFleet-Team macht bei jeder Mission eine Luftkontrolle und kümmert sich bei Bedarf um die Einholung von Sondergenehmigungen. Die Kunden wählen zunächst ein bestimmtes  Paket und legen die zu befliegende Adresse, Leistungsdaten und die Flächengröße fest. Mit einer Thermalkamera befliegt der Pilot dann nach festgelegten Standards und teilautomatisiert das entsprechende Ziel, etwa die Photovoltaikanlage des Funk-Kunden. Abschließend werden die Aufnahmen wie in der Buchung gewünscht aufbereitet und über ein sicheres Kundenprofil zum Download bereitgestellt. Zusätzlich steht ein interaktives Online-Tool zur Anzeige, Bearbeitung sowie zum Teilen der Daten zur Verfügung.

 

Geeignet für: die Inspektion großflächiger Gebäude und Anlagen aller Art

Die Drohnentechnologie, die Funk Beyond Insurance und FairFleet gemeinsam zum Einsatz bringen, bietet überall dort Vorteile, wo großflächige Inspektionen und die effiziente Verarbeitung von Daten gefragt sind: in der Energiewirtschaft, wie im Kundenbeispiel gezeigt, aber auch in der Immobilien- und Versicherungsbranche, bei Betreibern großer Infrastrukturen und in der Landwirtschaft. Ein Beispiel ist hier die Analyse von Anbauflächen, bei denen die Ausgabe der Daten als Applikations- oder Zonenkarte mit konkreten Handlungsempfehlungen erfolgt – etwa zur Über- und Unterdüngung. Auch im Bereich der Städteplanung sowie zur Orientierung und Visualisierung von Bauprojekten können genaue Karten erstellt werden. Diese dienen dann als Basis zur Bestandsaufnahme, Vermessung sowie Kartierung der Objekte oder Areale und eignen sich zur weiteren Verarbeitung und Analyse in Geoinformationssystemen. Benedikt T. Brahm: „Unabhängig davon, in welcher Branche sie genutzt werden, stellen Drohnen so ein effizientes Hilfsmittel dar, das aufgrund seiner hochauflösenden und detailgetreuen Ergebnisse vielfältig eingesetzt werden kann.“

Ihr Ansprechpartner

Manuel Zimmermann
+49 40 35914-0
E-Mail-Kontakt

Benedikt Brahm Ansprechpartner bei Funk
Benedikt T. Brahm
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