Solaranlagen erzeugen Strom – auch dann, wenn einzelne Module bereits erheblich beschädigt sind. Genau das macht versteckte Defekte so gefährlich: Sie verursachen stille Ertragsverluste, ohne dass der Betreiber es bemerkt.
Erst wenn die Jahresabrechnung deutlich unter dem Planertrag liegt oder ein Schaden offensichtlich wird, reagieren viele. Dabei lassen sich Defekte mit modernen Analysemethoden wie der Infrarot-Thermografie und der elektrischen Ertragsmessung frühzeitig und zuverlässig aufdecken – weit bevor sie zu größeren Problemen werden.
Als unabhängige PV-Gutachterin in NRW setzt Dr.-Ing. Anna Herman-Czezuch diese Methoden standardmäßig in jedem Gutachten ein.
Infrarot-Thermografie zur Erkennung defekter PV-Module
Die Infrarot-Thermografie (IR-Thermografie) ist das wichtigste Werkzeug zur berührungslosen Zustandsanalyse von Photovoltaikmodulen. Sie basiert auf dem Prinzip, dass defekte Stellen – sogenannte Hotspots – mehr Wärme abstrahlen als intakte Bereiche.
Was ist ein Hotspot? Ein Hotspot entsteht, wenn eine Solarzelle oder ein Modulbereich aufgrund von Defekten (z. B. Mikrorissen, Zellkurzschlüssen, Verschmutzungen oder Bypass-Diodenfehlern) nicht mehr Strom produziert, sondern stattdessen Strom aus dem String verbraucht und diesen in Wärme umwandelt. Temperaturen von 60, 80 oder sogar über 100°C sind möglich – ein erhebliches Brandrisiko.
Wie funktioniert die Thermografieuntersuchung? Während die Anlage unter Sonneneinstrahlung Strom produziert, wird mit einer kalibrierten Wärmebildkamera jedes Modul aufgenommen. Defekte Zellen, ganze Zellreihen oder komplette Module heben sich durch ihre erhöhte Temperatur deutlich ab. Die Aufnahmen werden dokumentiert, analysiert und im Gutachten mit Referenzwerten verglichen.
Wann ist Thermografie sinnvoll? Die Methode liefert die besten Ergebnisse bei direkter Sonneneinstrahlung (mindestens 600 W/m²) und sollte daher an klaren Tagen zwischen 10 und 15 Uhr durchgeführt werden. Bei bewölktem Himmel oder zu geringer Einstrahlung sind Hotspots kaum detektierbar.
Thermografie per Drohne: Bei Großanlagen oder schwer zugänglichen Dächern kommt die Drohnen-Thermografie zum Einsatz. Mit einer thermografisch ausgerüsteten Drohne lassen sich hunderte von Modulen in kurzer Zeit vollständig erfassen – ein entscheidender Vorteil gegenüber manuellen Inspektionen.
Ertragsmessung und Leistungsanalyse im laufenden Betrieb
Neben der Thermografie ist die elektrische Leistungsanalyse ein zentrales Instrument der PV-Begutachtung. Sie beantwortet die entscheidende Frage: Produziert die Anlage so viel Strom, wie sie theoretisch sollte?
Soll-Ist-Vergleich anhand von Globalstrahlungsdaten: Der Sachverständige ermittelt den standortspezifischen Planertrag auf Basis meteorologischer Daten (z. B. aus der PVGIS-Datenbank der EU-Kommission) und vergleicht diesen mit den tatsächlichen Einspeisedaten. Abweichungen von mehr als 10–15 % sind ein deutliches Warnsignal.
String-Strommessung: Jeder String (Reihe von Modulen) wird messtechnisch auf seinen Kurzschlussstrom und seine Leerlaufspannung geprüft. Liefert ein String signifikant weniger Strom als der Sollwert, deutet dies auf defekte oder verschattete Module hin.
I-U-Kennlinienmessung: Mit einem Kennlinienmessgerät wird die Strom-Spannungs-Kennlinie eines Strings oder eines einzelnen Moduls aufgezeichnet. Abweichungen von der idealen Kennlinie zeigen Degradation, Zelldefekte oder Bypass-Diodenprobleme an.
Wechselrichteranalyse: Moderne Wechselrichter speichern detaillierte Betriebsdaten. Der Gutachter wertet diese Daten aus und identifiziert Muster, die auf technische Probleme hinweisen – etwa überhäufige Fehlercodes, Clipping-Verluste oder ungewöhnliche Leistungseinbrüche zu bestimmten Tageszeiten.
Wie Analysemethoden Verschattungsprobleme und Zelldefekte aufdecken
Verschattung ist einer der häufigsten Leistungskiller bei Photovoltaikanlagen – und einer der am häufigsten unterschätzten. Ein einzelnes verschattetes Modul kann den gesamten String in seiner Leistung massiv reduzieren, wenn kein Modul-Optimierer oder Microinverter eingesetzt wird.
Verschattungsanalyse mit Sonnenpfad-Simulation: Der Sachverständige ermittelt mit Spezialwerkzeug (z. B. Sonnenpfad-Simulator oder Drohnenbefliegung) exakt, welche Module zu welcher Tageszeit wie stark verschattet sind. Diese Analyse ist besonders wichtig bei Anlagen in städtischer Umgebung oder auf Dächern mit komplexer Geometrie.
Elektrolumineszenzprüfung (EL-Messung): Bei dieser Methode wird das Modul mit Gleichstrom betrieben und das dabei emittierte Licht (im Infrarotbereich) fotografiert. Mikrorisse, Zellbrüche und inaktive Zellbereiche werden mit hoher Auflösung sichtbar – eine Methode, die üblicherweise nur im Labor oder bei sehr spezialisierten Sachverständigen zum Einsatz kommt.
Kombination der Methoden für maximale Aussagekraft: Die stärksten Ergebnisse liefert die Kombination aus Thermografie, elektrischer Messung und Dokumentenprüfung. Nur so ist eine vollständige, normgerechte Beurteilung der Anlage möglich – wie sie im Rahmen eines vollständigen PV-Gutachtens durchgeführt wird.
Lesen Sie auch, welche typischen Installationsfehler oft erst durch Thermografie und Messungen sichtbar werden.
Fazit: Moderne Messtechnik als Grundlage für fundierte Entscheidungen
Thermografie und Ertragsmessung sind keine Luxus-Add-ons, sondern unverzichtbare Bestandteile jeder professionellen Solaranlagen-Begutachtung. Sie machen das Unsichtbare sichtbar und liefern objektive, messbare Grundlagen für technische und wirtschaftliche Entscheidungen.
Wenn Sie Ihre Photovoltaikanlage in NRW oder Köln professionell prüfen lassen möchten, steht Ihnen die TÜV-zertifizierte PV-Sachverständige Dr.-Ing. Anna Herman-Czezuch mit modernster Messtechnik und langjähriger Erfahrung zur Seite.