DE102019206931A1

DE102019206931A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle

Info

Publication number: DE102019206931A1
Application number: DE102019206931.2A
Authority: DE
Inventors: Lothar Weigel; Thomas Bellrich; Christian Henke
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: BELLRICH, THOMAS, DE; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2019-05-14
Publication date: 2020-11-19

Abstract

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle bereitgestellt. Die Vorrichtung enthält einen Tragrahmen, mindestens zwei räumlich voneinander entfernte und eine imaginäre Verbindungslinie bildende Kontaktierungspunkte zur Kontaktierung einer photovoltaischen Zelle, mindestens einen Infrarot-Sensor mit einer Sensoroberfläche zur Messung einer Intensität von Infrarotstrahlung und mindestens eine Antriebseinheit zur motorkraftbetriebenen Bewegung der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle.

Description

Es wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle bereitgestellt. Die Vorrichtung enthält einen Tragrahmen, mindestens zwei räumlich voneinander entfernte und eine imaginäre Verbindungslinie bildende Kontaktierungspunkte zur Kontaktierung einer photovoltaischen Zelle, mindestens einen Infrarot-Sensor mit einer Sensoroberfläche zur Messung einer Intensität von Infrarotstrahlung und mindestens eine Antriebseinheit zur motorkraftbetriebenen Bewegung der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle. Der Infrarot-Sensor ist dabei so an dem Tragrahmen angeordnet, dass ein imaginäres Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der Sensoroberfläche des Infrarot-Sensors zu der imaginären Verbindungsgeraden nur maximal 100 cm lang ist. Die Vorrichtung und das Verfahren erlauben es, unabhängig von der Stärke und dem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlung eine sensitivere und präzisere Detektion von Defekten in einer photovoltaischen Zelle zu erfassen.
Neben der Reinigung von Anlagen im Bereich der Photovoltaik (im Folgenden als „PV“ abgekürzt) gewinnt auch die Inspektion der PV-Flächen der PV-Anlagen immer mehr an Bedeutung, um Schäden an den PV-Flächen frühzeitig zu erkennen und vorzubeugen, sowie die Energieerträge zu maximieren. Bisherige Untersuchungen haben ergeben, dass bei über 90% der installierten PV-Anlagen thermische Auffälligkeiten festzustellen sind. Bislang ist keine Vorrichtung zu Inspektion der PV-Flächen von PV-Anlagen verfügbar, die gleichzeitig eine Reinigung der PV-Flächen durchführen kann. Daher finden Vollflächeninspektionen nur sehr unregelmäßig statt.
Problematisch an der Durchführung unregelmäßiger Inspektionen der PV-Flächen von PV-Anlagen ist, dass mögliche gravierende Schäden, die bis zu einer vollständigen Zerstörung eines PV-Moduls führen können (insbesondere solche, die durch eine lokale Überhitzungen hervorgerufen wurden), lange Zeit unentdeckt bleiben können.
Bekanntermaßen werden in PV-Anlagen verschiedene PV-Zellen in PV-Modulen zusammengefasst. Diese PV-Module werden als „Strings“ bezeichnet, sind elektrisch in Reihe geschaltet und mit einem PV-Generator verbunden. Funktioniert nun ein Teil eines PV-Moduls nicht (z.B. eine einzelne PV-Zelle eines PV-Moduls), dann verhält sich dieser Teil (z.B. diese PV-Zelle) wie ein Ohm'scher Widerstand innerhalb der elektrischen Reihenschaltung.
Da die funktionsfähigen PV-Zellen des PV-Moduls und weiterer elektrisch in Reihe geschalteter PV-Moldule weiterhin Strom produzieren, muss der elektrische Strom durch die defekte PV-Zelle fließen, wobei an dem Ohm'schen Widerstand der defekten PV-Zelle eine elektrische Leistung in Form von Wärme freigesetzt wird. Anders ausgedrückt erhitzt sich die defekte PV-Zelle und kann durch die Wärmeeinwirkung auch ganz zerstört werden und im Extremfall sogar Feuer fangen. Die defekte PV-Zelle in dem PV-Modul wird aus diesem Grund auch als „Hot Spot“ des PV-Moduls bzw. der PV-Anlage bezeichnet. Die sog. „Hot Spots“ einer PV-Anlage werden unter anderem als Ursache für Brände verantwortlich gemacht.
„Hot Spots“ bilden sich immer dann, wenn eine PV-Zelle in einem PV-Modul keinen Strom produziert und damit einen Ohm'schen Widerstand in der elektrischen Reihenschaltung der PV-Anlage darstellt. Gründe für die Entstehung von „Hot Spots“ können Fertigungsfehler sein (z.B. schlechte Lötstellen), aber auch lokale Verschattungen oder Verschmutzungen (z.B. durch Laub oder Schmutzanhaftungen) können für die Entstehung von „Hot Spots“ ursächlich sein.
Die Inspektion der PV-Flächen von PV-Anlagen hat einen signifikanten Einfluss auf den Ertrag und auch die Werterhaltung von PV-Anlagen, da sie eine frühzeitige Erkennung der Ursachen erlaubt und somit die Ausbildung von „Hot Spots“ auf den PV-Flächen von PV-Anlagen vermieden werden können. Es besteht daher im Stand der Technik ein Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Durchführung einer zuverlässigen und ortsgenauen Vollflächeninspektion der PV-Flächen von PV-Anlagen mit entsprechender Dokumentation und Zuordnung der lokalisierten Schäden, die bekannten Vorrichtungen und Verfahren überlegen ist.
Bislang ist es bekannt, zur Inspektion der PV-Flächen von PV-Anlagen Thermografien per Wärmebildkamera anzufertigen. Dies geschieht bislang entweder manuell von einem Wartungspersonal oder aus der Luft mittels Drohnen.
Mit den bestehenden Vorrichtungen ist eine Inspektion nur bei starken Sonneneinstrahlungen von weit über 500 W/m², teilweise auch erst bei mindestens 800 W/m², möglich. Grund hierfür ist die Empfindlichkeit der Inspektions-Vorrichtung als auch der Abstand zwischen der Messtechnik der Inspektionsvorrichtung und der zu messenden PV-Fläche der PV-Anlage. Dabei muss bei bekannten Inspektionsvorrichtungen der Abstand der Wärmebildkamera zur PV-Fläche zum Teil weit über 0,5 m betragen. Zudem kann nicht ausgeschlossen werden, dass die direkte Sonneneinstrahlung als Reflexion auf der PV-Fläche in die Thermographie-Erfassung eingeht, was unter Umständen (z.B. falscher Erfassungswinkel) zu fehlerhaften Messergebnissen führen kann.
Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahen zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle bereitzustellen, die/das unabhängig von der Stärke und dem Einstrahlwinkel der Sonnenstrahlung eine sensitivere und präzisere Detektion von Defekten (Anomalien bzw. „hot spots“) ermöglicht als mit bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 16. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle bereitgestellt, enthaltend

a) einen Tragrahmen;
b) mindestens zwei räumlich voneinander entfernte Kontaktierungspunkte zur Kontaktierung einer photovoltaischen Zelle, wobei die zwei Kontaktierungspunkte eine imaginäre Verbindungsgerade ausbilden; und
c) mindestens einen Infrarot-Sensor mit einer Sensoroberfläche zur Messung einer Intensität von Infrarotstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 5 µm bis 14 µm;

Die Sensoroberfläche des mindestens einen Infrarot-Sensors ist in Richtung Oberfläche der photopholtaischen Zelle gerichtet, sodass der Infrarot-Sensor dazu geeignet ist (konfiguriert ist), die Infrarotstrahlung von der Oberfläche der photovoltaischen Zelle zu erfassen. Für den Fall, dass die Sensoroberfläche des Infrarot-Sensors parallel zur Oberfläche der photovoltaischen Zelle ist (= ungedrehter bzw. ungekippter Infrarot-Sensor), entspricht die Länge des imaginären Lots dem Abstand der Sensoroberfläche zur Oberfläche der photovoltaischen Zelle.
Durch die geringe Distanz der Sensoroberfläche des Infrarot-Sensors zu der imaginären Verbindungsgeraden und damit der Oberfläche der photovoltaischen Zelle ist die Auflösung der gescannten Fläche gegenüber bekannten vergleichbaren Vorrichtungen deutlich erhöht. Die verbesserte Auflösung ergibt sich dadurch, dass die Projektionsfläche des Messkegels des Infrarot-Sensors gegenüber bekannten Systemen reduziert ist. Ein weiterer Vorteil, der sich durch die geringere Distanz zur Oberfläche der zu messenden photovoltaischen Zelle ergibt, ist eine deutlich höhere (thermische) Empfindlichkeit des Infrarot-Sensors (z.B. 0,04 K) als bei bekannten Vorrichtungen. Durch die geringe Distanz zur Moduloberfläche ist auch deutlich weniger Strahlungsintensität notwendig, um mögliche Defekte (Anomalien) in der Oberfläche der photovoltaischen Zelle zu identifizieren.
Die Vorrichtung kann dadurch gekennzeichnet sein, dass das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden eine Länge im Bereich von > 0 bis ≤ 50 cm, bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, aufweist.
Ferner kann die Vorrichtung mehrere Infrarot-Sensoren aufweisen, bevorzugt am Tragrahmen, die jeweils eine Sensoroberfläche enthalten, wobei das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der jeweiligen Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden eine Länge im Bereich von ≤ 100 cm, bevorzugt > 0 cm bis ≤ 50 cm, ganz bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, aufweist. Insbesondere sind die Infrarot-Sensoren so an einem/dem Tragrahmen angebracht, dass sich ihre Messkegel auf der imaginären Verbindungsgeraden überlappen. Der Vorteil an mehreren Infrarot-Sensoren mit überlappenden Messkegeln ist, das die photovoltaische Zelle (photovoltaisches Modul) über seine gesamte Breite auf Defekte geprüft werden kann, ohne eion Risiko, dass ein Defekt nicht erfasst wird.
Der mindestens eine Infrarot-Sensor, optional mehrere Infrarot-Sensoren, kann/können ausgewählt ist/sein aus der Gruppe bestehend aus Infrarot-LEDs, Thermosäule und Kombinationen hiervon.
Die mindestens eine Sensoroberfläche des mindestens einen Infrarot-Sensors, optional mehrerer Infrarot-Sensoren, kann drehbar gelagert sein. Bevorzugt ist die Vorrichtung dazu geeignet (insbesondere über ein Steuergerät der Vorrichtung gesteuert) die Sensoroberfläche in einem Winkelbereich von

i) 0° bis <90°, bevorzugt 1° bis 80°, besonders bevorzugt 2° bis 70°, insbesondere in 5° bis 60° relativ zu dem imaginären Lot anzuordnen; und/oder
ii) 0° bis 360°, bevorzugt 60° bis 120°, besonders bevorzugt 90°, parallel zu der imaginären Verbindungsgeraden anzuordnen.

Die Drehbarkeit bzw. Neigbarkeit des mindestens einen Infrarot-Sensors ist mit dem Vorteil verbunden, dass die strahlungsssensitive Oberflache des IR-Sensors von Sonnenstrahlung, die an der Oberfläche photovoltaischen Zelle reflektiert wird, weggedreht werden kann und somit ein störender Einfluss der reflektierten Sonnenstrahlung vermieden werden kann. Dadurch steigt die Detektionssensitivität und -genauigkeit. Die Drehbarkeit/Neigbarkeit erlaubt beispielsweise auch eine Anpassung an einen aktuellen bzw. während der Messung wechselnden Sonnenstand.
Ferner kann die Vorrichtung mindestens einen weiteren Sensor, optional mehrere weitere Sensoren, zur Detektion von

i) IR-Licht mit einer Wellenlänge von 5 µm bis 14 µm, bevorzugt mit einer Auflösung von mindestens einem Megapixel, optional eine Kamera, enthalten; und/oder
ii) VIS-Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 800 nm, bevorzugt mit einer Auflösung von mindestens einem Megapixel, optional eine Kamera, enthalten.

Besonders bevorzugt ist der mindestens eine weitere Sensor an dem Tragrahmen angebracht und/oder enthält eine Sensoroberfläche, die in einer der imaginären Verbindungsgeraden abgewandten Richtung ausgerichtet ist. Vorteil hierbei ist, dass die Lichtstrahlungsintensität der Umgebung gemessen werden kann und die gemessene Intensität als Referenzwerte für die Kalibrierung des mindestens einen IR-Sensors verwendet werden kann. Folglich wird eine dynamische Auswertung der photovoltaischen Zelle auf Defekte (Anomalien bzw. „hot spots“) ermöglicht.
Die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen der Vorrichtung, kann dazu geeignet sein, Licht von außerhalb der Vorrichtung, insbesondere Licht der Sonne, auf die imaginären Verbindungsgerade auftreffen zu lassen.
Ferner kann die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, eine Lichtquelle zur Bestrahlung einer photovoltaischen Zelle enthalten, wobei die Lichtquelle bevorzugt dazu geeignet ist, Licht einer Wellenlänge in einem Bereich von 200 nm bis 1100 nm abzustrahlen, insbesondere in Richtung der imaginären Verbindungsgeraden.
Die mindestens eine Antriebseinheit kann mindestens

i) ein Bewegungselement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rolle, Riemen, Band, Gleitfläche und Kombinationen hiervon aufweisen; und/oder
ii) einen Elektromotor, bevorzugt mindestens zwei Elektromotoren, besonders bevorzugt mehr als zwei Elektromotoren, aufweisen.

Die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, kann mindestens einen, optional mehrere, Scanner zur Abtastung einer Oberfläche einer photovoltaischen Zelle enthalten, wobei der mindestens eine Scanner, optional mehrere Scanner, ganz besonders bevorzugt dazu geeignet sind, insbesondere über eine Steuereinheit gesteuert,

i) einen Code zu scannen, bevorzugt einen Code ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barcode, QR-Code, 2D-Code, 3D-Code und Kombinationen hiervon; und/oder
ii) einen Linien-Laserstrahl oder 2D-Laserstrahl zu erzeugen.

Der Vorteil an einem Scanner zur Abtastung der Oberfläche einer photovoltaischen Zelle (z.B. eines Barcode-Scanners) liegt darin, dass eine photovoltaische Zelle, deren Oberfläche mit einer bestimmten Kennzeichnung (z.B. einem Barcode) versehen ist, leicht von der Vorrichtung identifiziert werden kann. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Vorrichtung mehrere verschiedene photovoltaische Zellen (z.B. eines großen photovoltaischen Feldes) auf Defekte prüft, da sich erfasste Defekte so eindeutig einer bestimmten photovoltaischen Zelle zuordnen lassen. Dies erleichtert die Dokumentation der über die Vorrichtung erfassten Defekte enorm. Es ist möglich, dass das Kennzeichen (z.B. der Barcode) jeder photovoltaischen Zelle von der Vorrichtung unter einer eigenen, laufenden Nummer in einer Datei (z.B. einer CSV-Datei) agespeichert wird. Hierfür weist die Vorrichtung bevorzugt eine kommunikative Verbindung zu einer Speichereinrichtung auf, wobei die Vorrichtung (selbst) eine Speichereinrichtung enthalten kann (interne Speichereinrichtung) und/oder die Vorrichtung mit einer Speichereinrichtung (z.B. einem Webserver) über eine drahtlose Verbindung kommuniziert (externe Speichereinrichtung).
Der mindestens eine Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner, kann/können zu der imaginären Verbindungsgeraden der photovoltaischen Zelle einen Abstand von ≤ 100 cm, bevorzugt im Bereich von > 0 bis 50 cm, weiter bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, aufweisen.
Die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, kann dazu geeignet sein, den mindestens einen Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner (insbesondere über eine Steuereinheit gesteuert) in einem Winkelbereich von

Ferner kann die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mindestens eine Kommunikationseinheit enthalten, die dazu konfiguriert ist, eine Datenverbindung, bevorzugt eine drahtlose Datenverbindung, zu einer Recheneinheit und/oder Speichereinheit aufzubauen, insbesondere über eine Steuereinheit gesteuert.
Die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, kann mindestens einen, bevorzugt mehrere, Distanzsensor(en) zur Messung einer Distanz in Richtung einer photovoltaischen Zelle enthalten, wobei insbesondere Steuereinheit zur Steuerung des Distanzsensors konfiguriert ist.
Ferner kann die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mindestens eine, bevorzugt mehrere, Reinigungsbürste(n) zur Reinigung einer Oberfläche einer photovoltaischen Zelle aufweisen.
Der Vorrichtung kann eine Bedieneinheit und/oder Steuereinheit enthalten. Die Bedieneinheit kann dazu konfiguriert sein, Befehle über eine Schnittstelle der Vorrichtung (Mensch-Maschine-Schnittstelle) von einem Bediener der Vorrichtung entgegen zu nehmen. Die Bedieneinheit kann ferner dazu konfiguriert sein, die Vorrichtung zu parametrieren und/oder eine Überwachung der Vorgänge in der Vorrichtung in Echtzeit (Echtzeit-Monitoring) vorzunehmen. Die Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, die Antriebseinheit der Vorrichtung zu steuern. Hierbei kann ein sog. Master-Client die Steuerung sog. Prio-Clients und sog. Slave-Clients übernehmen. Die Prio-Clients können hierbei die Ansteuerung eines Motors der Antriebseinheit übernehmen. Die Slave-Clients können die Informationsverarbeitung des mindestens einen IR-Sensors und optional weiterer Sensoren der Vorrichtung, als auch Scanner der Vorrichtung, übernehmen.
Verfahren zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle, umfassend die Schritte

a) Kontaktierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer photovoltaischen Zelle über die mindestens zwei Kontaktierungspunkte des Tragrahmens;
b) Messung der Intensität von Infrarotstrahlung an der Oberfläche der photovoltaischen Zelle über den mindestens einen Infrarot-Sensor;
c) Motorkraftbetriebene Bewegung der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle; und
d) Bewertung, ob eine entlang der photovoltaischen Zelle gemessene Intensität der Infrarotstrahlung auf einen Defekt der photovoltaischen Zelle zurückzuführen ist.

Das Verfahren kann dadurch gekennzeichnet ein, dass über ein Bewegen der Sensoroberfläche das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden auf eine Länge im Bereich von > 0 bis ≤ 50 cm, bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, eingestellt wird.
Die in dem Verfahren verwendete Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen der Vorrichtung, kann mehrere Infrarot-Sensoren aufweisen, die jeweils einer Sensoroberfläche enthalten, wobei über ein Bewegen der jeweiligen Sensoroberflächen das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der jeweiligen Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden auf eine Länge im Bereich von ≤ 100 cm, bevorzugt > 0 cm bis ≤ 50 cm, bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, eingestellt wird. Insbesondere können die Infrarot-Sensoren so an dem Tragrahmen angebracht sein oder werden, dass sich ihre Messkegel auf der imaginären Verbindungsgeraden überlappen.
Die mindestens eine Sensoroberfläche des mindestens einen Infrarot-Sensors, optional mehrerer Infrarot-Sensoren, kann in dem Verfahren gedreht werden, wobei die Sensoroberfläche bevorzugt in einem Winkelbereich von

i) 0° bis <90°, bevorzugt 1° bis 80°, besonders bevorzugt 2° bis 70°, insbesondere in 5° bis 60° relativ zu dem imaginären Lot angeordnet wird; und/oder
ii) 0° bis 360°, bevorzugt 60° bis 120°, besonders bevorzugt 90°, parallel zu der imaginären Verbindungsgeraden angeordnet wird.

Die in dem Verfahren verwendete Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen dieser Vorrichtung, kann eine Lichtquelle zur Bestrahlung einer photovoltaischen Zelle enthalten, wobei die Lichtquelle bevorzugt Licht einer Wellenlänge in einem Bereich von 200 nm bis 1100 nm abstrahlt, insbesondere in Richtung der imaginären Verbindungsgeraden.
Ferner kann die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, über mindestens eine Antriebseinheit der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle bewegt werden, bevorzugt über mindestens eine Antriebseinheit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rolle, Riemen, Band, Gleitfläche und Kombinationen hiervon.
Zudem kann die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mithilfe mindestens einem Motor, bevorzugt mindestens einem Elektromotor, besonders bevorzugt mindestens zwei Elektromotoren, insbesondere mehr als zwei Elektromotoren,in dem Verfahren entlang einer Oberfläche der photovoltaischen Zelle bewegt werden, wobei der/die Elektromotor(en) bevorzugt mit mindestens einer Antriebseinheit verbunden ist/sind oder wird/werden.
In dem Verfahren kann über mindestens einen Scanner, optional über mehrere Scanner,

i) ein Code auf der photovoltaischen Zelle gescannt werden, bevorzugt ein Code ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barcode, QR-Code, 2D-Code, 3D-Code und Kombinationen hiervon; und/oder
ii) ein Linien-Laserstrahl oder 2D-Laserstrahl erzeugt werden.

Der mindestens eine Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner, kann/können zu der imaginären Verbindungsgeraden der photovoltaischen Zelle in einen Abstand von ≤ 100 cm, bevorzugt, ≤ 50 cm, weiter bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, gebracht werden.
Ferner kann der mindestens eine Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner, in einem Winkelbereich von

i) 0° bis <90°, bevorzugt 1° bis 80°, besonders bevorzugt 2° bis 70°, insbesondere in 5° bis 60° relativ zu dem imaginären Lot angeordnet werden; und/oder
ii) 0° bis 360°, bevorzugt 60° bis 120°, besonders bevorzugt 90°, parallel zu der imaginären Verbindungsgeraden angeordnet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird über mindestens einen, bevorzugt mehrere, Distanzsensor(en) eine Distanz in Richtung der photovoltaischen Zelle gemessen.
In dem Verfahren kann über mindestens eine Kommunikationseinheit eine Datenverbindung, bevorzugt eine drahtlose Datenverbindung, zu einer Recheneinheit und/oder Speichereinheit aufgebaut werden.
Ferner kann in dem Verfahren über mindestens eine, bevorzugt mehrere, Reinigungsbürste(n) die Oberfläche der photovoltaischen Zelle gereinigt werden.
Der in dem Verfahren verwendete Vorrichtung kann eine Bedieneinheit und/oder Steuereinheit enthalten. Ein Bediener kann über eine Schnittstelle der Vorrichtung (Mensch-Maschine-Schnittstelle) Befehle an die Vorrichtung geben. Der Bediener kann die Vorrichtung über die Bedieneiheit parametrieren und/oder eine Überwachung der Vorgänge in der Vorrichtung in Echtzeit (Echtzeit-Monitoring) veranlassen. Über die Steuereinheit kann der Bediener die Antriebseinheit der Vorrichtung steuern. Hierbei kann der Bediener veranlassen, dass ein sog. Master-Client die Steuerung sog. Prio-Clients und sog. Slave-Clients übernimmt. Es ist bei dieser Steuerung denkbar, dass die Prio-Clients die Ansteuerung eines Motors der Antriebseinheit übernehmen und/oder die Slave-Clients die Informationsverarbeitung des mindestens einen IR-Sensors und optional weiterer Sensoren der Vorrichtung, als auch Scanner der Vorrichtung, übernehmen.
Anhand der nachfolgenden Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier dargestellten, spezifischen Ausgestaltungsformen einschränken zu wollen.
1 zeigt verschiedene Ansichten auf erfindungsgemäße Vorrichtungen. Die Vorrichtung enthält einen Tragrahmen 1, mindestens zwei räumlich voneinander entfernte Kontaktierungspunkte 2, 2' zur Kontaktierung einer photovoltaischen Zelle 3, wobei die zwei Kontaktierungspunkte 2, 2' eine imaginäre Verbindungsgerade 4 ausbilden. Ferner enthält die Vorrichtung hier drei Infrarot-Sensoren 5 mit jeweils einer Sensoroberfläche 6 zur Messung einer Intensität von Infrarotstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 5 µm bis 14 µm. Die die Vorrichtung enthält zudem eine Antriebseinheit (nicht dargestellt) zur motorkraftbetriebenen Bewegung der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle 3 in eine Bewegungsrichtung 8. Die drei Infrarot-Sensoren 5 sind so an dem Tragrahmen 1 angeordnet, dass ein imaginäres Lot 9 von dem geometrischen Mittelpunkt der Sensoroberfläche 6 der Infrarot-Sensoren 5 zu der imaginären Verbindungsgeraden 4 eine Länge in einem Bereich von ≤ 100 cm aufweist. Es ist ferner der Messkegel 10 der Infrarot-Sensoren 5 dargestellt sowie der Einstellwinkel 11, in dem die Infrarot-Sensoren 5 aufgrund ihrer drehbaren Lagerung einstellbar sind. Zudem ist in dieser Ausgestaltungsform der Vorrichtung ein weiterer Sensor 12 an dem Tragrahmen 1 angebracht, der eine Sensoroberfläche aufweist, die der imaginären Verbindungsgeraden abgewandt ist (z.B. um eine Hintergrundstrahlung, wie z.B. Sonnenstrahlung, als Referenzstrahlung zu erfassen). Die dargestellte Vorrichtung enthält ferner einen Scanner 13 zur Abtastung der Oberfläche (z.B. einen Barcode-Scanner), der ein bestimmtes Messfeld 15 aufweist und dazu geeignet bzw. konfiguriert ist, die kontaktierte photovoltaische Zelle 3 (z.B. anhand eines spezifischen Barcodes) zu identifizieren. Die oben und unten dargestellte Ansicht auf die Vorrichtung sind Seitenansichten, wobei die unten dargestellte Ansicht vereinfacht ist und nur eine spezifische Ausgestaltung der oben dargestellten Vorrichtung (drehbarer Infrarot-Sensor 5) zeigt. Die Darstellung in der Mitte ist eine Ansicht von oben auf die Vorrichtung.
2 zeigt verschiedene Ansichten auf erfindungsgemäße Vorrichtungen. In diesen Ausgestaltungen ist der Infrarot-Sensor 5 bzw. der Scanner 13 zur Abtastung der Oberfläche der photovoltaischen Zelle 3 in einer Box 14 angeordnet, die an dem Tragrahmen befestigt ist. Die Box 14 ist drehbar um bestimmte Einstellwinkel 11 an dem Tragrahmen gelagert. Die Länge L von dem imaginären Lot zur imaginären Verbindungsgeraden, hier der Abstand der Sensoroberfläche des Infrarot-Sensors 5 zu der Oberfläche des photovoltaischen Moduls 3, beträgt ≤ 100 cm. Das Messfeld 15 des Scanners 13 ist in 2B gut zu erkennen. In 2A ist erkennbar, dass das Messfeld des Scanners 13 von dem Messkegel 10 des Infrarot-Sensors 5 überlagert wird.
3 zeigt einen Teil einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Tragrahmen 1 steht in Verbindung mit der Antriebseinheit 7, die von einem Motor 17 angetrieben wird und die Vorrichtung in eine Bewegungsrichtung 8 bewegt. Die Bewegung wird über eine Steuereinheit 18 gesteuert. Am Tragrahmen sind hier nicht nur Infrarot-Sensoren 5, weitere Sensoren 12 und Scanner 13 befestigt, sondern auch Reinigungsbürsten 16 zur Reinigung der zu messenden photovoltaischen Zelle.
4 zeigt eine mögliche Kommunikation der Vorrichtung mit einem Benutzer. Der Kommunikationsplan sieht eine Clusterung der Vorrichtung in eine Bedieneinheit 100, eine Steuer- und Antriebseinheit 200 und eine Detektionseinheit 300 vor. Der Bediener 19 hat die Möglichkeit, mithilfe einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 20 einen Einfluss auf die Parametrierung der Vorrichtung zu nehmen und ein Echtzeit-Monitoring vorzunehmen. In der Steuer- und Antriebseinheit 200 übernimmt ein Master-Client 23 die Steuerung der Pro-Clients 21 und der Slave-Clients 22. Die Pro-Clients 21 übernehmen dabei die Ansteuerung der Antriebseinheit. Die Slave-Clients 22 übernehmen die Informationsverarbeitung der Infrarot-Sensoren 5, der weiteren Sensoren 13 (z.B. photometrische Sensoren) und der Scanner 12 (z.B. Barcode-Scanner).
Bezugszeichenliste

1:: Tragrahmen (z.B. bestehend aus Holmen);
2, 2':: Kontaktierungspunkt zur photovoltaischen Zelle;
3:: photovoltaische Zelle;
4:: imaginäre Verbindungsgerade zwischen 2 und 2';
5:: Infrarot-Sensor;
6:: Sensoroberfläche von Infrarot-Sensor;
7:: Antriebseinheit;
8:: Bewegungsrichtung (motorkraftbetrieben);
9:: imaginäres Lot zur imaginären Verbindungsgeraden 4;
10:: Messkegel Infrarot-Sensor;
11:: Einstellwinkel, in dem Sensor(en) drehbar ist/sind;
12:: weiterer Sensor mit einer der imaginären Verbindungsgeraden abgewandten Sensoroberfläche;
13:: Scanner zur Abtastung der Oberfläche (z.B. Barcode-Scanner);
14:: Box, die IR-Sensor enthält (Sensorbox);
15:: Messfeld von Scanner 13;
16:: Reinigungsbürste;
17:: Motor der Antriebseinheit 7 (z.B. Elektromotor);
18:: Steuereinheit;
19:: Bediener;
20:: Mensch-Maschine-Schnittstelle;
21:: Pro-Client;
22:: Slave-Client;
23:: Master-Client;
100:: Bedieneinheit;
200:: Steuereinheit und Antriebseinheit;
300:: Detektionseinheit (Inspektionseinheit);
L:: Länge von imaginärem Lot 9 zu der imaginären Verbindungsgeraden 4 (≤ 100 cm).

Claims

Vorrichtung zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle, enthaltend a) einen Tragrahmen; b) mindestens zwei räumlich voneinander entfernte Kontaktierungspunkte zur Kontaktierung einer photovoltaischen Zelle, wobei die zwei Kontaktierungspunkte eine imaginäre Verbindungsgerade ausbilden; und c) mindestens einen Infrarot-Sensor mit einer Sensoroberfläche zur Messung einer Intensität von Infrarotstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 5 µm bis 14 µm; oder bestehend daraus, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Antriebseinheit zur motorkraftbetriebenen Bewegung der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle aufweist, wobei der mindestens eine Infrarot-Sensor so an dem Tragrahmen angeordnet ist, dass ein imaginäres Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der Sensoroberfläche des Infrarot-Sensors zu der imaginären Verbindungsgeraden eine Länge in einem Bereich von ≤ 100 cm aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden eine Länge im Bereich von > 0 bis ≤ 50 cm, bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Infrarot-Sensoren aufweist, bevorzugt am Tragrahmen, die jeweils eine Sensoroberfläche enthalten, wobei das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der jeweiligen Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden eine Länge im Bereich von ≤ 100 cm, bevorzugt > 0 cm bis ≤ 50 cm, ganz bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, aufweist und insbesondere die Infrarot-Sensoren so an dem Tragrahmen angebracht sind, dass sich ihre Messkegel auf der imaginären Verbindungsgeraden überlappen.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Infrarot-Sensor, optional mehrere Infrarot-Sensoren, ausgewählt ist/sind aus der Gruppe bestehend aus Infrarot-LEDs, Thermosäule und Kombinationen hiervon.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoroberfläche des mindestens einen Infrarot-Sensors, optional mehrerer Infrarot-Sensoren, drehbar gelagert ist/sind, wobei die Vorrichtung bevorzugt dazu geeignet ist, insbesondere über ein Steuergerät der Vorrichtung gesteuert, die Sensoroberfläche in einem Winkelbereich von i) 0° bis <90°, bevorzugt 1° bis 80°, besonders bevorzugt 2° bis 70°, insbesondere in 5° bis 60° relativ zu dem imaginären Lot anzuordnen; und/oder ii) 0° bis 360°, bevorzugt 60° bis 120°, besonders bevorzugt 90°, parallel zu der imaginären Verbindungsgeraden anzuordnen.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen weiteren Sensor, optional mehrere weitere Sensoren, zur Detektion von i) IR-Licht mit einer Wellenlänge von 5 µm bis 14 µm, bevorzugt mit einer Auflösung von mindestens einem Megapixel, optional eine Kamera, enthält; und/oder ii) VIS-Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm bis 800 nm, bevorzugt mit einer Auflösung von mindestens einem Megapixel, optional eine Kamera, enthält; wobei besonders bevorzugt der mindestens eine weitere Sensor an dem Tragrahmen angebracht ist und/oder eine Sensoroberfläche enthält, die in einer der imaginären Verbindungsgeraden abgewandten Richtung ausgerichtet ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen der Vorrichtung, dazu geeignet ist, Licht von außerhalb der Vorrichtung, insbesondere Licht der Sonne, auf die imaginären Verbindungsgerade auftreffen zu lassen.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, eine Lichtquelle zur Bestrahlung einer photovoltaischen Zelle enthält, wobei die Lichtquelle bevorzugt dazu geeignet ist, Licht einer Wellenlänge in einem Bereich von 200 nm bis 1100 nm abzustrahlen, insbesondere in Richtung der imaginären Verbindungsgeraden.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Antriebseinheit mindestens i) ein Bewegungselement ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rolle, Riemen, Band, Gleitfläche und Kombinationen hiervon aufweist; und/oder ii) einen Elektromotor, bevorzugt mindestens zwei Elektromotoren, besonders bevorzugt mehr als zwei Elektromotoren, aufweist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mindestens einen, optional mehrere, Scanner zur Abtastung einer Oberfläche einer photovoltaischen Zelle enthält, wobei der mindestens eine Scanner, optional mehrere Scanner, ganz besonders bevorzugt dazu geeignet sind, insbesondere über eine Steuereinheit gesteuert, i) einen Code zu scannen, bevorzugt einen Code ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barcode, QR-Code, 2D-Code, 3D-Code und Kombinationen hiervon; und/oder ii) einen Linien-Laserstrahl oder 2D-Laserstrahl zu erzeugen.
Vorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner, zu der imaginären Verbindungsgeraden der photovoltaischen Zelle einen Abstand von ≤ 100 cm, bevorzugt im Bereich von > 0 bis 50 cm, weiter bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, aufweist/aufweisen.
Vorrichtung gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, dazu geeignet ist, den mindestens einen Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner, insbesondere über eine Steuereinheit gesteuert, in einem Winkelbereich von i) 0° bis <90°, bevorzugt 1° bis 80°, besonders bevorzugt 2° bis 70°, insbesondere in 5° bis 60° relativ zu dem imaginären Lot anzuordnen; und/oder ii) 0° bis 360°, bevorzugt 60° bis 120°, besonders bevorzugt 90°, parallel zu der imaginären Verbindungsgeraden anzuordnen.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mindestens eine Kommunikationseinheit enthält, die dazu konfiguriert ist, eine Datenverbindung, bevorzugt eine drahtlose Datenverbindung, zu einer Recheneinheit und/oder Speichereinheit aufzubauen, insbesondere über eine Steuereinheit gesteuert.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mindestens einen, bevorzugt mehrere, Distanzsensor(en) zur Messung einer Distanz in Richtung einer photovoltaischen Zelle enthält, wobei insbesondere Steuereinheit zur Steuerung des Distanzsensors konfiguriert ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mindestens eine, bevorzugt mehrere, Reinigungsbürste(n) zur Reinigung einer Oberfläche einer photovoltaischen Zelle aufweist.
Verfahren zur Detektion eines Defekts in einer photovoltaischen Zelle, umfassend die Schritte a) Kontaktierung der Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer photovoltaischen Zelle über die mindestens zwei Kontaktierungspunkte des Tragrahmens; b) Messung der Intensität von Infrarotstrahlung an der Oberfläche der photovoltaischen Zelle über den mindestens einen Infrarot-Sensor; c) Motorkraftbetriebene Bewegung der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle; und d) Bewertung, ob eine entlang der photovoltaischen Zelle gemessene Intensität der Infrarotstrahlung auf einen Defekt der photovoltaischen Zelle zurückzuführen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass über ein Bewegen der Sensoroberfläche das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden auf eine Länge im Bereich von > 0 bis ≤ 50 cm, bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, eingestellt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mehrere Infrarot-Sensoren aufweist, die jeweils einer Sensoroberfläche enthalten und über ein Bewegen der jeweiligen Sensoroberflächen das Lot von dem geometrischen Mittelpunkt der jeweiligen Sensoroberfläche zu der imaginären Verbindungsgeraden auf eine Länge im Bereich von ≤ 100 cm, bevorzugt > 0 cm bis ≤ 50 cm, bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, eingestellt wird und insbesondere die Infrarot-Sensoren so an dem Tragrahmen angebracht sind oder werden, dass sich ihre Messkegel auf der imaginären Verbindungsgeraden überlappen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoroberfläche des mindestens einen Infrarot-Sensors, optional mehrerer Infrarot-Sensoren, gedreht wird, wobei die Sensoroberfläche bevorzugt in einem Winkelbereich von i) 0° bis <90°, bevorzugt 1° bis 80°, besonders bevorzugt 2° bis 70°, insbesondere in 5° bis 60° relativ zu dem imaginären Lot angeordnet wird; und/oder ii) 0° bis 360°, bevorzugt 60° bis 120°, besonders bevorzugt 90°, parallel zu der imaginären Verbindungsgeraden angeordnet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, eine Lichtquelle zur Bestrahlung einer photovoltaischen Zelle enthält, wobei die Lichtquelle bevorzugt Licht einer Wellenlänge in einem Bereich von 200 nm bis 1100 nm abstrahlt, insbesondere in Richtung der imaginären Verbindungsgeraden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, über mindestens eine Antriebseinheit der Vorrichtung entlang der photovoltaischen Zelle bewegt wird, bevorzugt über mindestens eine Antriebseinheit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rolle, Riemen, Band, Gleitfläche und Kombinationen hiervon.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, bevorzugt der Tragrahmen, mithilfe mindestens einem Motor, bevorzugt mindestens einem Elektromotor, besonders bevorzugt mindestens zwei Elektromotoren, insbesondere mehr als zwei Elektromotoren, entlang einer Oberfläche der photovoltaischen Zelle bewegt wird, wobei der/die Elektromotor(en) bevorzugt mit mindestens einer Antriebseinheit verbunden ist/sind oder wird/werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass über mindestens einen Scanner, optional über mehrere Scanner, i) ein Code auf der photovoltaischen Zelle gescannt wird, bevorzugt ein Code ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barcode, QR-Code, 2D-Code, 3D-Code und Kombinationen hiervon; und/oder ii) ein Linien-Laserstrahl oder 2D-Laserstrahl erzeugt wird.
Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner, zu der imaginären Verbindungsgeraden der photovoltaischen Zelle in einen Abstand von ≤ 100 cm, bevorzugt, ≤ 50 cm, weiter bevorzugt 0,1 cm bis 45 cm, besonders bevorzugt 0,2 cm bis 40 cm, ganz besonders bevorzugt 0,5 cm bis 35 cm, insbesondere 1 bis 30 cm, optional 25 cm bis 30 cm, gebracht wird.
Verfahren gemäß einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Scanner, bevorzugt die mehreren Scanner, in einem Winkelbereich von i) 0° bis <90°, bevorzugt 1° bis 80°, besonders bevorzugt 2° bis 70°, insbesondere in 5° bis 60° relativ zu dem imaginären Lot angeordnet werden; und/oder ii) 0° bis 360°, bevorzugt 60° bis 120°, besonders bevorzugt 90°, parallel zu der imaginären Verbindungsgeraden angeordnet werden.
Verfahren gemäß einem der einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass über mindestens einen, bevorzugt mehrere, Distanzsensor(en) eine Distanz in Richtung der photovoltaischen Zelle gemessen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass über mindestens eine Kommunikationseinheit eine Datenverbindung, bevorzugt eine drahtlose Datenverbindung, zu einer Recheneinheit und/oder Speichereinheit aufgebaut wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass über mindestens eine, bevorzugt mehrere, Reinigungsbürste(n) die Oberfläche der photovoltaischen Zelle gereinigt wird.