KUR-500 V2 Drohne für Tageslicht-EL/PL auf Dachanlagen

Vom Entwicklungskonzept zum Dachanlagen-Testflug

Als Teil der nächsten Phase von ELFI, unterstützt durch den Klima-Innovationsfonds der Stadt Stuttgart, haben wir UP Caeli besucht, um die Entwicklung der drohnenbasierten Tageslicht-EL- und PL-Inspektion für PV-Dachanlagen weiter voranzubringen. Diese Arbeiten bauen auf unseren bisherigen Feldtests und auf der technischen Abgrenzung zwischen Elektrolumineszenz und Photolumineszenz in der PV-Modulprüfung auf.

Der Besuch war nicht nur ein Demonstrationsflug. Es war ein gemeinsamer Entwicklungstermin mit einem klaren technischen Ziel: Messtechnik, Drohnenplattform, Flugablauf und Anforderungen der PV-Inspektion unter realistischen Feldbedingungen näher zusammenzubringen.

Im Fokus des Besuchs standen:

• die Zusammenarbeit zwischen Messtechnik, Drohnenbetrieb und PV-Inspektionsexpertise,
• die mechanische und operative Integration des Messaufbaus,
• Engineering-Checks vor dem Flug,
• Testflüge mit der C2-zertifizierten KUR-500 V2 Drohne,
• und die Inspektion einer PV-Dachanlage unter Tageslichtbedingungen.

Genau diese Entwicklungsarbeit ist für den späteren Feldeinsatz entscheidend. Drohnenbasierte EL- und PL-Inspektion muss nicht nur als bildgebendes Messprinzip funktionieren, sondern als wiederholbarer, sicherer und praktisch umsetzbarer Inspektionsprozess.

Warum die Partnerschaft mit UP Caeli wichtig ist

Für Solarzentrum Stuttgart ist die Zusammenarbeit mit UP Caeli ein wichtiger Schritt hin zu praxistauglichen Inspektionsabläufen für Dachanlagen.

Unser Beitrag ist die Messkette für Tageslicht-Lumineszenz: DaySy EL, Tageslicht-PL-Abläufe, Bildaufnahme, Signalverarbeitung und PV-Defektinterpretation. UP Caeli bringt Drohnenplattform-Expertise, Erfahrung im Flugbetrieb und mit der KUR-500 V2 eine professionelle Inspektionsplattform ein.

Diese Kombination ist wesentlich. Eine Drohne für PV-Lumineszenz-Inspektion ist nicht nur eine fliegende Kamera. Sie wird Teil des Messsystems. Flugstabilität, Payload-Integration, Kamerageometrie, Sicherheitsplanung und modulgenaue Bildqualität beeinflussen gemeinsam, ob die gewonnenen Daten technische Entscheidungen unterstützen können.

Wir schätzen die Partnerschaft, weil sie zwei Bereiche zusammenbringt, die eng zusammenspielen müssen:

• PV-Moduldiagnostik,
• und professionelle drohnenbasierte Inspektion in komplexen Umgebungen.

KUR-500 V2: C2-zertifizierte Drohne für PV-Dachinspektionen

Ein zentrales Element dieses Entwicklungsschritts ist der Einsatz der KUR-500 V2, einer europäischen C2-zertifizierten Drohnenplattform von UP Caeli.

Für PV-Dachanlagen, besonders in Städten, ist das hoch relevant. Urbane Inspektionen finden in der Nähe von Gebäuden, Straßen, Menschen und weiterer Infrastruktur statt. Ein sicherer und regelkonformer Betrieb hängt von Einsatzplanung, qualifiziertem Personal, lokalen Randbedingungen und den Fähigkeiten der Drohnenplattform ab. Den regulatorischen Kontext erklärt die EASA-Übersicht zur Open Category, insbesondere die Einordnung von C-Klassen-Drohnen in A1/A2/A3-Betriebsszenarien.

Für unseren Anwendungsfall unterstützt die KUR-500 V2 mehrere praktische Anforderungen:

• stabiler und kontrollierter Flug über Dachflächen,
• wiederholbare Positionierung über Modulbereichen,
• Integration von Inspektions-Payloads,
• kontrollierte Bildgeometrie für modulgenaue Daten,
• Tageslichtbetrieb ohne Warten auf Dunkelheit,
• und Abläufe, die sich von Testflächen in Richtung realer Dachanwendungen übertragen lassen.

Ziel ist nicht, technische Inspektionsexpertise durch Automatisierung zu ersetzen. Ziel ist es, hochwertige Lumineszenzdaten auf Dächern einfacher zu erfassen, wenn Zugang, Arbeitshöhe und Inspektionszeit begrenzende Faktoren sind.

Warum Tageslicht-Inspektion in Städten wichtig ist

Viele PV-Dachanlagen im urbanen Raum lassen sich nur schwer vollständig prüfen. Eine Sichtprüfung vom Boden liefert nur Oberflächeninformationen. Thermografie kann thermische Auffälligkeiten sichtbar machen, liefert aber nicht die gleiche elektrische Zellinformation wie EL/PL-Inspektion.

Mit Tageslicht-Elektrolumineszenz (EL) und Photolumineszenz (PL) können versteckte Moduldefekte bei Inspektionen am Tag sichtbar werden:

• Mikrorisse,
• elektrisch inaktive oder teilweise abgetrennte Zellbereiche,
• Kontakt- und Strompfadauffälligkeiten,
• Shunt-bezogenes Verhalten,
• und Inhomogenitäten auf Modulebene.

Für Dachanlagen in der Stadt ist der praktische Nutzen klar:

• weniger physischer Zugang zum Dach erforderlich,
• geringere Abhängigkeit von Messfenstern bei Nacht,
• schnelleres Screening schwer zugänglicher Anlagen,
• und bessere technische Nachweise für Eigentümer, Betreiber, Installateure und Gewährleistungsfälle.

Damit ist drohnenbasierte Tageslicht-Lumineszenz besonders interessant für Wohngebäude, Gewerbedächer, öffentliche Gebäude und industrielle Dachanlagen, bei denen Gerüste, Hubsteiger oder Nachtarbeit Kosten und Aufwand deutlich erhöhen würden.

EL-Ergebnisse: Defekt-Referenzmodul und Dachanlage

Während der Testflüge haben wir zwei unterschiedliche Arten von Lumineszenzdaten auf Modulebene aufgenommen. Das erste Ergebnis stammt von einem Defektmodul, das wir am Boden gegen einen grünen Container gestellt haben, um die Erkennbarkeit unter einer weniger günstigen, aber kontrollierten Geometrie zu testen. Das zweite Ergebnis stammt direkt von der PV-Dachanlage.

Defektmodul vor dem grünen Container

Für das erste Ergebnis haben wir ein Modul mit bekannten Defekten verwendet und am Boden gegen den grünen Container positioniert. Für das menschliche Auge waren keine Defekte sichtbar. Dadurch eignete sich das Modul besonders gut als Referenzziel, um zu prüfen, ob drohnenbasierte EL versteckte mechanische Schäden unter Feldbedingungen sichtbar machen kann.

Abbildung 1: Aufbau und EL-Ergebnis des Defekt-Referenzmoduls vor dem grünen Container.

Obwohl der Abstand zum Modul vergleichsweise groß war und der Fokus nicht perfekt eingestellt war, zeigt das EL-Bild klare Defektsignaturen. Verzweigte Risse und einfache Risse durch mechanische Belastung sind deutlich erkennbar. Für die Entwicklung ist das relevant, weil der Defektkontrast selbst unter nicht idealen Aufnahmebedingungen stark genug bleibt, um eine technische Interpretation zu unterstützen.

Stabilisiertes EL-Bild der PV-Dachanlage

Das stabilisierte EL-Bild der PV-Dachanlage zeigt, dass aus den luftgestützten Messdaten aussagekräftige Modulinformationen extrahiert werden können. In diesem Ergebnis sind Zellinhomogenitäten über das Modul hinweg sichtbar. Zusätzlich ist ein einzelner Riss erkennbar, zusammen mit lokalen Signaturen durch Verschmutzung auf der Moduloberfläche.

Abbildung 2: Aufbau und stabilisiertes Tageslicht-EL-Ergebnis der PV-Dachanlage. Sichtbar sind Zellinhomogenitäten, ein einzelner Riss und lokale verschmutzungsbedingte Signaturen.

Dieses Ergebnis ist wichtig, weil es den eigentlichen Dachanlagen-Anwendungsfall abbildet. Das Modul bleibt installiert, die Drohne liefert die Messperspektive, und die resultierenden EL-Daten enthalten dennoch diagnostische Informationen, die in einem normalen Tageslichtfoto nicht sichtbar wären.

Der entscheidende Punkt: Diese Befunde sind nicht nur visuelle Artefakte. EL-Bildgebung zeigt das elektrische Verhalten des Moduls unter Anregung. Dadurch lassen sich Defekte erkennen, die in einem Standardfoto nicht sichtbar sind und in der Anlagenüberwachung möglicherweise noch nicht auffallen.

Was das für PV-Eigentümer bedeutet

Für PV-Eigentümer kann EL- und PL-Inspektion vom Dach aus eine wichtige Informationslücke schließen.

Eine PV-Anlage kann äußerlich unauffällig wirken und trotzdem versteckte Moduldefekte enthalten. Solche Defekte können durch Transport, Montage, mechanische Lasten, Hagel, thermischen Stress, Herstellungsauffälligkeiten oder frühe Degradation entstehen. Bleiben sie unerkannt, können sie zu Minderertrag, Unsicherheit in Gewährleistungsfragen und vermeidbarem Wartungsaufwand beitragen.

Drohnenbasierte Tageslicht-Lumineszenz-Inspektion kann PV-Eigentümer unterstützen durch:

• modulgenaue Nachweise versteckter Defekte,
• schnelleres Screening von Dachanlagen,
• Priorisierung auffälliger Module,
• Dokumentation für Gewährleistungs- oder Versicherungsfragen,
• und eine technische Grundlage für die Entscheidung, ob weitere Prüfungen nötig sind.

Das ist besonders relevant für Eigentümer, die Minderertrag vermuten, Hagel- oder Sturmereignisse erlebt haben, sich Gewährleistungsfristen nähern oder nach der Installation eine unabhängige Qualitätsprüfung wünschen.

Ausblick

Der Besuch bei UP Caeli markiert einen weiteren praktischen Entwicklungsschritt für ELFI. Nach den ersten drohnenbasierten EL- und PL-Tests liegt der nächste Fokus auf der Professionalisierung des Workflows: Plattformintegration, wiederholbarer Flugbetrieb, robuste Bildgebung und skalierbare Datenauswertung.

Gemeinsam mit UP Caeli bringen wir drohnenbasierte Tageslicht-Lumineszenz näher an praktische Anwendungen auf PV-Dachanlagen.

Wenn Sie eine PV-Anlage besitzen oder betreiben und wissen möchten, ob versteckte Moduldefekte die Leistung beeinflussen könnten, sind wir offen für geeignete Dachanlagenprojekte und Pilotstandorte. Bitte kontaktieren Sie unser PV-Inspektionsteam, wenn Sie eine passende Dachanlage oder eine konkrete Defektfrage haben.

Hintergrund zur Technologie finden Sie in unseren früheren Beiträgen zu ersten drohnenbasierten EL- und PL-Testflügen und im technischen Vergleich EL vs. PL für die PV-Modulprüfung. Folgen Sie Solarzentrum Stuttgart auf LinkedIn, um über die nächsten Flugtests, Messkampagnen und Entwicklungsschritte informiert zu bleiben.