Was ist Thermografie
Thermografie – auch Thermographie geschrieben – ist eine Technik zur Darstellung der Oberflächentemperatur von Objekten mithilfe von Infrarotstrahlung. Dabei wird die Wärmestrahlung, die von einem Objekt abgegeben wird, mit einer Infrarotkamera aufgenommen und in ein Bild umgewandelt. Eine mobile Wärmebildkamera erfasst die für das menschliche Auge unsichtbare Infrarotstrahlung von Oberflächen und wandelt sie in elektrische Signale um. Daraus erzeugt die Auswertelektronik ein sichtbares Bild.
Dabei wird die unterschiedliche Temperaturverteilung auf der Oberfläche des Objekts dargestellt. Das entstehende Wärmebild der Luftbildvermessung zeigt verschiedene Farben oder Graustufen, wobei jede Farbe oder Graustufe eine bestimmte Temperatur darstellt.
Dieses bildgebende Verfahren basiert auf dem Prinzip, dass alle Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273,15 Grad oder 0 Kelvin) Infrarotstrahlung abgeben. Der Aufzeichnungsgrad der Temperaturunterschiede liegt in einem sehr hohen Bereich.
Einsatzgebiete der Thermografie per Drohne und Wärmebildkamera
Die Thermografie wird in vielen verschiedenen Bereichen der Vermessung eingesetzt. Zusammen mit einer Drohne ermöglicht die Wärmebildkamera als Messgerät die Befliegung und Inspektion (Aerial Survey) industrieller Einrichtungen, wie beispielsweise Windkraftanlagen, von Hallendächern, Gebäuden, Produktionsanlagen, Photovoltaikanlagen oder Hochspannungselementen. Es können dabei Wärmeverluste, undichte Stellen in der Gebäudehülle, potenzielle Defekte, unregelmäßige Betriebszustände oder Wärmebrücken identifiziert werden. Dies hilft bei der Planung von Wartungsmaßnahmen und der Vermeidung von ungeplanten Ausfallzeiten. Der normale Betrieb der Anlagen muss dabei nicht unterbrochen werden, sondern kann parallel zur thermografischen Überprüfung weiterlaufen.
Ebenso sind zivile Anwendungsbereiche mit Drohne und Wärmebildkamera überprüfbar, wie beispielsweise der Einsatz bei Feuerwehr, Bergrettung und Polizei. Hotspots in elektrischen Anlagen, die auf übermäßige Wärmeentwicklung und potenzielle Gefahren hinweisen, können so früh erkannt werden. Durch die Identifizierung dieser Problembereiche können vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, um Ausfälle oder Brände zu verhindern. Brandherde können untersucht und überwacht werden, da eine Drohne mit Wärmebildkamera keine Probleme mit Rauch und Nebel hat. Bei der Personensuche sorgt die Verwendung einer Wärmebildkamera an einer Drohne dafür, dass auf teure Helikoptereinsätze verzichtet werden kann.
Gebäudethermografie mit Drohne und Wärmebildkamera
Bei der Gebäudethermografie lassen sich Wärmeverluste an Fenstern, Wänden und Heizungen einfach, sicher und schnell feststellen. Speziell bei der Modernisierung alter Gebäude wird die Thermografie per Drohne eingesetzt. Das ist sinnvoll, um Kosten zu sparen, denn wird der Wärmeverlust ermittelt, können genauere Sanierungen erfolgen, ohne dass man in teure unnötige Maßnahmen investieren muss. Der größte Energieverbrauch deutschlandweit erfolgt durch die Warmwasseraufbereitung und die Nutzung von Heizungen.
Weitere Einsatzgebiete von Drohnenvermessung mit Wärmebildkamera
Weitere Anwendungsgebiete sind beispielsweise Planung und Bau von Infrastruktur, Inventarprüfung, Ermittlung von Netzschäden oder Netzausfällen in Stromtrassen, Tierortungen, Tierzählungen, Ortungen von Umweltschäden oder Untersuchungen von Hochspannungsmasten.
Welche Vorteile bieten Drohnen und Wärmebildkamera?
Die Untersuchung von Drohnen in Verbindung mit Wärmebildkameras bietet viele Vorteile für die Thermografie:
- Zugang zu schwer erreichbaren Bereichen
Drohnen können in Bereiche vordringen, die für Inspektoren und herkömmliche Methoden schwierig oder gefährlich zu erreichen sind. Dies umfasst hohe Gebäudeteile, Dächer, Brücken, industrielle Anlagen oder Strommasten. Durch den Einsatz von Drohnen können diese Inspektionen effizienter und sicherer durchgeführt werden.
- Schnelle Erfassung großer Flächen
Drohnen ermöglichen eine schnelle und effiziente Abdeckung großer Flächen. Sie können in kurzer Zeit umfangreiche Bereiche scannen und dabei hochauflösende Wärembilder erstellen. Dies ist insbesondere bei der Inspektion großer Industrienalagen oder Solarparks von Vorteil.
- Flexibilität und Manövrierfähigkeit
Eine hohe Flexibilität bei der Navigation ermöglicht es, Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln aufzunehmen. So können problematische Bereiche genauer inspiziert und die optimalen Perspektiven für die Thermografieaufnahmen ausgewählt werden.
- Kosteneffizienz
Thermografie mit Drohne benötigt weniger Zeit und Ressourcen als herkömmliche Methoden. Die Erfassung der Daten ist schneller und erfordert weniger Personal und technisches Gerät, wie z.B. Helikopter. Je größer Gebäude und Anlagen sind, desto mehr Geld muss bei anderen Methoden investiert werden. Hier ergeben sich mit Drohnen erhebliche Kostenvorteile.
- Hochpräzise Lokalisierung
Die Kombination aus Luftaufnahmen und thermografischen Daten ermöglicht eine genaue Zuordnung von Hotpots oder Lecks in Gebäuden, Anlagen oder elektrischen Systemen.
- Dokumentation und Analyse
Die erfassten Wärmebilder können gespeichert, analysiert und verglichen werden. So ergibt sich eine genaue und nachhaltige Dokumentation über die Zeit hinweg und erleichtert die Identifikation von Veränderungen oder potenziellen Problemen.
Thermografie in der Forst- und Landwirtschaft
Die Thermografie aus der Luft mit Wärmebildkamera per Drohne ist auch in der Forst- und Landwirtschaft oder der Jagd sinnvoll. Maßnahmen zur Vorbeugung des Wildtierschutzes, zum Beispiel das Auffinden von Jagdwild und Rehkitzen, sind mit einer Wärmebilkamera ebenfalls möglich.
Außerdem können Drohnen in der Landwirtschaft eingesetzt werden, um die Gesundheit von Pflanzen zu überwachen. Durch die Erfassung der Infrarot- und Multispektraldaten können Anomalien in der Wärmeabstrahlung von Pflanzen erkannt werden, die auf Stress, Krankheiten oder unzureichende Bewässerung hinweisen können. Auch können die Drohnen zur Erkennung von Wasserverunreinigungen oder zur Identifizierung von Umweltverschmutzungen eingesetzt werden.
Vorteile einer thermografischen Inspektion von Photovoltaikanlagen (PV Anlagen) per Drohne mit Wärmebildkamera
Bei der Inspektion von Photovoltaik und Solaranlagen sind Drohnen mit Wärmebildkamera besonders effizient. Sie ermöglichen eine gründliche, kostengünstige und sichere Inspektion und Planung, die zur Maximierung der Leistung und Lebensdauer der PV Anlage beiträgt. Denn schon kleinste Störobjekte können den Solarertrag einer PV-Anlage verringern.
Mit bloßem Auge lassen sich diese Defekte einer Photovoltaikanlage nicht erkennen, weshalb Wärmebildkameras ideal sind, um eventuelle Temperaturunterschiede auszumachen. Falls es zu lokalen Schäden an einer Photovoltaikanlage kommt, steigt der Gesamtwiderstand in einer Zelle an. In der Regel werden Zellen per Reihenschaltung betrieben, damit eine hohe Spannung erzielt wird. Bei defekten Zellen ist der Widerstand höher, wodurch es zu höheren thermischen Emissionen kommt. Wenn einzelne Module nicht ordnungsgemäß arbeiten, reduziert dies nicht nur den Gewinn (Leistungsverluste von 30 bis 60 Prozent pro Modul), es kann im schlimmsten Fall zur Überhitzung bzw. zum Brand kommen. Durch die thermografischen Aufnahmen der Wärmebildkamera werden verunreinigte oder defekte Module erkannt und können gezielt gereinigt oder ausgetauscht werden.
Durch die umfassende Übersicht aus verschiedenen Winkeln und Höhen, können schneller und effizienter reale oder potenzielle Defekte, wie Glasbruch, Zellrisse oder Zellschäden, korrodierte Elektronikkomponenten und außergewöhnliche Hitzeentwicklungen (Hotspots) in Solarmodulen identifiziert werden.
Herausforderungen der Solarbranche
Die Unzugänglichkeit und Unübersichtlichkeit von PV Anlagen, steigende Anforderungen an den Arbeitsschutz, teure und unflexible Gerätschaften wie Gerüste und Hubsteiger sowie diverse Defekte, die mit bloßem Auge nur schwer erkennbar sind, machen die Befliegung mit Drohne und Wärmebildkameras unerlässlich sowohl bei Planung, Bau als auch Wartung einer größeren Photovoltaikanlage.
Vor allem mit fortschreitendem Anlagenalter hilft die Thermografie mit Drohne dabei, defekte Module zu erkennen und so das Ertragspotenzial der PV-Anlage über die Betriebsdauer zu sichern. Die DIN VDE 0105 empfiehlt, die Durchführung einer thermografischen .berprüfung alle zwei Jahre.
Was kostet die Befliegung und Drohnenvermessung mit Wärmebildkamera?
Unser Vermessungsbüro von buck Vermessung erstellt Ihnen gerne ein individuelles Angebot für ihr persönliches Projekt – je nach Größe, Dauer und Einsatzort. Darüber hinaus bieten wir Ihnen auch alle anderen Vermessungsleistungen der Drohnenvermessung (Aerial Survey) wie beispielsweise Orthofotos, Geländemodelle, CAD-Pläne, Volumenberechnungen oder Punktwolken an.