Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISEProjekt »OptOM«: Degradation älterer PV-Kraftwerke mit Hilfe von KI erkennen
Mehr als 1,8 Millionen Photovoltaik-Anlagen mit einer Gesamtleistung von 52 GW sind in Deutschland mittlerweile in Betrieb und haben 2020 bisher 11,4 Prozent der Nettostromerzeugung geliefert. Im Projekt »OptOM« entwickeln die Pohlen Solar GmbH, Centroplan GmbH, Mondas GmbH und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE neue Methoden zur intelligenten Überwachung von PV-Kraftwerken. Ziel des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Vorhabens ist die frühzeitige Erkennung von Degradationserscheinungen bei PV-Anlagen mit Hilfe von künstlicher Intelligenz. Dies soll durch vorausschauende Wartung Ertragsausfälle bei älteren Anlagen vermeiden und Wartungskosten einsparen.
Mit dem Betriebsalter von Photovoltaik-Anlagen nehmen die Abnutzungserscheinungen kontinuierlich zu. Steigender Wartungsbedarf und sinkende Solarerträge sind die Folge. Weil die Degradationserscheinungen schleichend stattfinden, konnten herkömmliche Überwachungssysteme sie bislang nicht erkennen.
Das OptOM-Projektkonsortium nun will KI-basierte Methoden entwickeln, die es ermöglichen, die mit dem Betriebsalter einhergehenden Anlagenausfälle zu prognostizieren.
Intelligente Überwachung von PV-Kraftwerken
In den kommenden Monaten werden zunächst 200 Solarkraftwerke der Pohlen Solar GmbH auf die Internet-of-Things-Plattform des Freiburger IT-Unternehmens Mondas GmbH aufgeschaltet und deren Betriebszustände analysiert. Parallel dazu entwickeln Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ISE entsprechende KI-Algorithmen, die Zusammenhänge zwischen ungewöhnlichen Betriebszuständen und Anlagenausfällen auswerten. Betreibern von Photovoltaik-Kraftwerken wird es dadurch möglich, geeignete Servicearbeiten zu priorisieren, bevor es zu Stör- und damit Ertragsausfall kommt (vorausschauende Wartung).
»Für eine ökologisch und ökonomisch nachhaltige Strategie brauchen wir intelligente, digitale Methoden zur effizienten Fehlererkennung, zur Planung von präventiven Wartungseinsätzen und zur Priorisierung von Störungseinsätze bei den mehr als 2000 zu betreuenden PV Kraftwerken. Mit unserem Fraunhofer ISE Netzwerk von Experten liefern wir den Industriepartnern konkrete Lösungen, die dann im praktischen Betrieb erprobt werden«, erklärt Klaus Kiefer, der das Projekt am Fraunhofer ISE verantwortet. Unmengen von nicht relevanten Störmeldungen, unpräzise Fehlerzuordnungen sowie unnötige Vorort-Einsätze sollen in Zukunft deutlich minimiert werden.
Hohe Relevanz für Rentabilität und Klimaschutz
Dass das Thema Verbesserung der Performance von Photovoltaik-Anlagen durchaus eine Relevanz für Energiewende und Klimaschutz hat, zeigt ein Blick auf die PV-Ausbauzahlen in Deutschland: gemäß dem Referentenentwurf zur EEG-Novelle 2021 soll sich bis 2030 die Solarleistung um weitere 50 GW fast verdoppeln. Intelligente Überwachungssysteme können zur Ertragssteigerung vieler Bestandsanlagen beitragen und damit einen Beitrag zum Klimaschutz leisten.
Die Entwicklungsarbeit im Projekt »OptOM« wird im Rahmen des Forschungsprogramms »Innovationen für die Energiewende« des BMWi gefördert (Fördernummer OptOM 03EE1058).
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