Lämpökamerakuvausten hyödyntäminen aurinkovoimalan kunnontarkastelussa

Abstract

Vaikka aurinkovoimaloiden oletetaan olevan huoltovapaita, tämä ei yleensä pidä paikkaansa. Oletus huoltovapaudesta voi johtua siitä, että aurinkovoimalan huoltaminen on usein helpompaa ja halvempaa kuin kilpailevien energiamuotojen, kuten tuulivoiman ja maakaasun. Lisäksi aurinkovoiman suhteessa pieni tuotanto pakottaa kunnossapitokustannukset mahdollisimman pieniksi, jotta toiminta olisi kaupallisesti kannattavaa. Lämpökamerakuvaukset ovat yksi aurinkovoimalan kunnossapitotapa.

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, onko aurinkosähköjärjestelmän lämpökamerakuvaukset tehokas tapa etsiä vikoja aurinkosähköjärjestelmästä. Tehtävänä oli etsiä lämpökartasta viallisia aurinkopaneeleita, verrata näitä viereisiin aurinkopaneeleihin ja selvittää, saadaanko tällä tavalla vikapaikkoja esille järjestelmästä. Opinnäytetyössä vertailtiin myös eri paneelivalmistajien aurinkopaneeleiden vikaantumismääriä.

Lämpökameralla kuvattaviksi kohteiksi valikoitui kaksi kattoasenteista aurinkovoimalaa ja yksi maa-asenteinen aurinkosähköpuisto. Tutkimusmateriaalina toimi lähes 20 000 aurinkopaneelia. Lisäksi aurinkovoimaloista ja aurinkosähköpuistosta oli saatavilla jännite- ja virtatietoja. Tutkimusmenetelmänä käytettiin kvantitatiivista tutkimusmenetelmää.

Tuloksista selviää lämpökamerakuvausten olevan tehokas tapa etsiä viallisia aurinkopaneeleita aurinkosähköjärjestelmästä. Lämpökamerakuvaukset eivät kuitenkaan sovellu yhtä hyvin kaikille aurinkovoimaloille. Aurinkovoimalasta on oltava saatavilla vähintään paneeliketjukohtainen virtatieto, että mahdollista tuotannonalenamaa päästään tutkimaan tarkemmin. Myös aurinkovoimalan dokumentaation tärkeyden huomaa tuotannonalenemaa selvittäessä. Ilman dokumentaatiota aurinkovoimalan paneeliketjuista, on mahdotonta löytää oikeaa paneeliketjua järjestelmästä.

It is often thought that solar power is maintenance free, but this is not strictly the case. Maintaining solar power plant operations may typically be considered simpler and cheaper than competing energy sources, such as wind power and natural gas. The relatively small profit margins associated with solar energy makes it necessary to keep operations and maintenance costs to a minimum to keep projects commercially viable. One scheduled maintenance task is to inspect solar panels with thermal imaging.

The thesis studied if thermal imaging of a solar power plant is a good way to find faults in the photovoltaic system. The task was to find damaged solar panels in the thermal images, compare them to the adjacent solar panels, and determine if this is a good way to find fault spots on the system. The study also compared the failure rates in solar panels from different solar panel manufacturers.

Two rooftop solar power plants and one ground-based solar power plant were selected for the thermal imaging. The study material consisted of nearly 20 000 solar panels. In addition, the voltage and current data of the solar power plants were available. The research method used was quantitative.

The results show that thermal imaging is an effective way to find faulty solar cells in the solar photovoltaic system. However, thermal imaging is not equally suitable for all solar power plants. There must be at least a panel string specific current data available, so that a possible production decline can be explored more closely. The importance of the documentation of the solar power plant is also very important. Without documentation of the solar power plant, it is impossible to find the right panel string in the system.