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Solarmodule Vibrometer messen dynamische Eigenschaften von Solarmodulen

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Solarmodule sollten nicht nur einen hohen Wirkungsgrad besitzen – für die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems sind auch hohe mechanische Stabilität und Langlebigkeit gefragt. Vibrometer liefern hier wichtige Informationen.

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Abbildung 1: Die dynamische Analyse mittels Vibrometermessung liefert aufschlussreiche Ergebnisse über die mechanische Stabilität und Langlebigkeit von Solarmodulen. (Bild: Fotolia)
Abbildung 1: Die dynamische Analyse mittels Vibrometermessung liefert aufschlussreiche Ergebnisse über die mechanische Stabilität und Langlebigkeit von Solarmodulen. (Bild: Fotolia)

Werkstoffmodellierungen und Simulationen helfen, Belastungsszenarien und Prozesse für Werkstoffe und Bauteile im Rechner abzubilden und darauf aufbauend diese einsatzgerecht zu entwickeln und zu verbessern. Kombiniert man verschiedene Simulationsmethoden mit experimentellen Untersuchungen, können die Lebensdauer und die mechanischen Eigenschaften für ein neu entwickeltes Material sehr genau vorausberechnet werden. Am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle werden mechanische Schwingungen von Solarmodulen gemessen, um durch konstruktive Optimierungen eine größtmögliche Stabilität und Betriebsdauer erreichen zu können.

Die Messung dynamischer Eigenschaften mit dem Polytec-Scanning-Laser-Vibrometer PSV 400 ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren und ermöglicht neben der Ermittlung von Resonanzfrequenzen und Schwingformen auch die Berechnung von Materialparametern wie Steifigkeit oder Dämpfung. Abbildung 2 zeigt die über alle Messpunkte gemittelten Eigenfrequenzen eines Solarmoduls. Auch Schädigungen, wie Rissbildung und Delaminationen der Verkapselungsmaterialien können erkannt werden.

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Laserstrahl misst die Bewegungen berührungslos

Bei der Schwingungsmessung mit dem PSV 400 kann durch einen Laserstrahl berührungslos und rückwirkungsfrei in einem Messfeldraster die Bewegung des Moduls bestimmt werden. Durch diese Messung an vielen definierten Messpunkten können die Schwingungen des Moduls visualisiert werden (s. Abb. 3). Die Schwingungen des PV-Moduls können in jeder gewünschten Lagerung ermittelt werden. Die Schwingungserregung erfolgt über Piezoanregung, Hammerschlag oder Schallwellen.

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