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Photovoltaik ist der Begriff für die Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Ein Photovoltaik Messgerät ist also ein Gerät zur Ermittlung von Messgrößen im Zusammenhang mit der Gewinnung von elektrischer Energie aus Licht. Bereits 1883 wurde durch den US-Amerikaner Charles Fritts ein Solarmodul entwickelt und auf einem Häuserdach in New York installiert.
Das Photovoltaikmodul von Fritts hatte zwar mit nur etwa einem Prozent einen sehr geringen Wirkungsgrad, aber Werner von Siemens erkannte bereits 1885 die Tragweite dieser Erfindung. Er schrieb damals: „Der praktische Wert wird ebenso offensichtlich sein, wenn man bedenkt, dass die Versorgung mit Sonnenergie sowohl unbegrenzt als auch ohne Kosten ist und dass sie noch unzählige Jahrhunderte lang auf uns herabstrahlen wird, nachdem alle Kohlevorkommen der Erde erschöpft und vergessen sind.“
Es dauerte zwar noch mehrere Jahrzehnte bis verbesserte Solarmodule produziert und für technische Anwendungen genutzt werden konnten, aber inzwischen ist die Nutzung von Sonnenlicht zur Energieversorgung nicht nur in der Raumfahrt etabliert, sondern auch bei normalen Wohn- und Gewerbebauten. Da im Zusammenhang mit der zunehmenden globalen Erwärmung die Nutzung regenerativer Energien immer wichtiger wird, spielen Photovoltaikanlagen (kurz PV-Anlagen) und ihre Leistungsfähigkeit eine immer größere Rolle bei der Energieversorgung.Diejenigen, die mit der Planung, Errichtung und Wartung von Photovoltaikanlagen zu tun haben oder selbst größere Photovoltaikanlagen betreiben, nutzen meist ein spezielles Photovoltaik Messgerät, um die optimale Position und Ausrichtung der Module zu bestimmen oder um die Anlagen zu prüfen.
Prüfung von Solarmodulen bei der Entwicklung und Fertigung
Bei der Entwicklung von Solarmodulen wird weiter nach Lösungen und Verfahren gesucht, leistungsfähige Module aus verfügbaren Rohstoffen günstig herzustellen. Die Prototypen werden dabei mit einem Photovoltaik Messgerät überprüft, um festzustellen, wie leistungsfähig sie das auftreffende Licht in elektrischen Strom umwandeln. 
Neue Entwicklungen zeigen, dass es mit bestimmten Werkstoffen möglich ist, auch UV-Licht zu nutzen. Ähnliche Modelle vom Photovoltaik Messgerät werden bei Herstellern von Solarmodulen zur Qualitätssicherung eingesetzt. Durch die Prüfung der Module wird sichergestellt, dass nur einwandfreie Elemente an die Anwender ausgeliefert werden und dass Fehler im Produktionsprozess schnell erkannt und behoben werden können.
Planung von Photovoltaikanlagen
Damit mit einer Photovoltaikanlage ein möglichst hoher Ertrag erzielt werden kann, müssen Standort und Ausrichtung so gewählt werden, dass möglichst viel Sonnenlicht auf die Module trifft. Bei der Festlegung der genauen Position muss nicht nur auf die Himmelsrichtung und die Neigung der Module geachtet werden, sondern auch auf die Verschattung durch Bauwerke, Topografie und Bewuchs. Messungen vor Ort mit einem Photovoltaik Messgerät erlauben es, die sich überlagernden Faktoren für die aktuelle Situation korrekt zu erfassen. Werden die nicht direkt erfassbaren Einflüsse wie die jahreszeitlichen Unterschiede des Sonnenstandes und die sich durch den Einstrahlwinkel oder Belaubung ändernde Verschattung zusätzlich berücksichtigt, kann die Größe der Anlage gut an den gewünschten Ertrag angepasst werden. Unabhängig von der Anlagengröße können die Position und die Ausrichtung der Module so optimiert werden, dass die Anlage bezogen auf den gesamten Tag oder auf eine bestimmte Tageszeit den höchstmöglichen Ertrag liefert.
Inbetriebnahme, Prüfung und Wartung von Photovoltaikanlagen
Beim Errichten, Ändern, Betreiben und Prüfen von PV-Anlagen sind gewisse Vorgaben und Regeln einzuhalten. Dabei geht es nicht nur um den Schutz von Personen und Sachwerten und um die Leistungsfähigkeit der Anlagen. Bei PV-Anlagen, die elektrische Energie ins Netz einspeisen, muss auch die Netzsicherheit der Versorgungsnetze berücksichtigt werden. Zu den wichtigen Vorgaben gehören unter anderem:
- VDE-AR-N 4105 für den Anschluss und den Parallelbetrieb von PV-Anlagen
- VDE 0126-23-1 bzw. DIN EN 62446 für die Inbetriebnahme- und die Wiederholungsprüfungen
- VDE 0126-24 bzw. DIN EN 61829 für das Messen der Strom- und Spannungskennlinien am Einsatzort
Bei der regelmäßigen Überprüfung von PV-Anlagen mit einem Photovoltaik Messgerät zur Leistungsmessung können die Leistungswerte nicht nur gemessen werden. Aus der Form der aus den Messwerten erstellten Kennlinien lässt sich schnell erkennen, ob und an welchen Stellen Zellen eines Solarmoduls beschädigt sind.
In den meisten Fällen ergeben sich die Anforderungen an das Photovoltaik Messgerät aus dem Einsatzzweck. Für Hersteller und Entwickler von Solarmodulen ist es sinnvoll, viele der Messungen unter genormten Bedingungen direkt in der Fertigung oder im Labor durchzuführen. Bei solchen Messungen ist es oft von Vorteil, wenn die Messdaten sofort auf einem Computer übertragen und dort ausgewertet und gespeichert werden können. Ein Photovoltaik Messgerät für Planer, Errichter und Betreiber von PV-Anlagen oder diejenigen, die mit der Prüfung und Wartung beauftragt sind, muss dagegen für den Einsatz bei unterschiedlichen Bedingungen im Freien geeignet sein und zusätzliche Werte zur Sicherheit der kompletten PV-Anlage messen können. Der Einsatzbereich des Gerätes bestimmt damit vorrangig die Anforderungen an das Photovoltaik Messgerät.
Kriterien für ein Photovoltaik Messgerät zur Messung der solaren Einstrahlung
Mit diesem Typ Photovoltaik Messgerät wird die Lichtintensität der auftreffenden Strahlung gemessen. Die Werte können als Entscheidungshilfe für Standort, Ausrichtung und Dimensionierung von Anlagen dienen und andererseits sind sie die Grundlage für konkrete Leistungsmessungen an Solarmodulen. Beim Vergleich mehrerer Gerätemodelle sollte auf folgendes geachtet werden:
Kriterien für ein Photovoltaik Messgerät zur Prüfung PV-Anlagen und einzelnen Solarmodulen
Für die Messungen zur normgerechten Inbetriebnahme von Photovoltaik-Anlagen sind Geräte entwickelt worden, deren Funktionalität die Durchführung und Dokumentation der Messungen erleichtert. Dieser Typ Photovoltaik Messgerät eignet sich natürlich auch für die späteren Wiederholungsprüfungen. Außerdem gibt es viele Gerätemodelle, die die Auswertung von Leistungsmessungen an Solarmodulen vereinfachen.
Bei der Geräteauswahl sollte unbedingt geprüft werden, ob es sich anbietet ein einzelnes Photovoltaik Messgerät anzuschaffen, mit dem sowohl die Sicherheitsprüfungen als auch die Leistungsmessungen durchgeführt werden können. Die Alternative dazu wäre die Verwendung mehrerer Geräte, die auch unabhängig voneinander eingesetzt werden können. Folgende Merkmale sollten beim Vergleich der Geräte berücksichtigt werden:
