Eine Wärmebildkamera ist kein Zauberstab. Sie ist ein Messinstrument, das Temperaturunterschiede an Oberflächen sichtbar macht und ist für die Diagnose von PV-Anlagen inzwischen Standard. In diesem Beitrag zeige ich, was man auf einem typischen Thermografiebild sieht, wie die Messung abläuft und wo die Grenzen des Verfahrens liegen.
Das Prinzip in einem Satz
Ein funktionsfähiges PV-Modul wandelt den größten Teil der eingestrahlten Sonnenenergie in elektrischen Strom um und gibt einen kleineren Teil als Wärme ab. Die Wärmeabgabe ist gleichmäßig. Wo ein Modul elektrisch nicht richtig arbeitet, wird die aufgenommene Energie unfreiwillig in Wärme umgewandelt. Lokal entsteht ein wärmerer Bereich, der im Infrarotbild auffällt.
Die drei Fehlerbilder, die am häufigsten vorkommen
Hotspot
Eine einzelne Zelle oder ein Zellbereich ist deutlich wärmer als die Umgebung. Ursachen: Teilverschattung, Zellrisse, Delamination, fehlerhafte Lötverbindung. Hotspots sind nicht nur ein Leistungsproblem, sie können über Jahre die Module beschädigen und im Extremfall zum Ausfall führen.
Bypass-Diode aktiv
Ein ganzer Modulabschnitt (meist ein Drittel) erscheint warm. Das passiert, wenn die Bypass-Diode einspringt, weil die Zellen dieses Abschnitts nicht mehr ausreichend Strom liefern. Bei intakter Diode ist das ein Schutzmechanismus. Bei defekter Diode bleibt der Zustand dauerhaft bestehen und das Modul verliert ein Drittel der Leistung.
Komplettes Modul kühler oder wärmer als Nachbarn
Ist ein Modul im Verband auffällig kühler, liefert es wahrscheinlich keinen Strom mehr, etwa weil ein Anschluss unterbrochen oder das Modul ausgefallen ist. Ist es wärmer, liegt möglicherweise ein Isolationsfehler oder eine elektrische Unregelmäßigkeit vor.
Wie die Messung abläuft
Eine aussagekräftige Thermografie braucht Bedingungen:
- Einstrahlung mindestens 600 W/m², besser 800 W/m² und mehr. Bei trübem Wetter im Winter lohnt sich die Messung nicht.
- Stabile Bedingungen. Bei stark wechselnder Bewölkung schwanken die Modultemperaturen zu schnell für verlässliche Auswertungen.
- Wind unter 5 m/s, sonst werden Wärmeunterschiede durch Konvektion verwischt.
- Die Anlage muss unter Last stehen. Eine vom Netz getrennte Anlage zeigt keine Fehlermuster.
Gemessen wird meist mit einer Kamera, die mindestens 320×240 Pixel IR-Auflösung hat (alles darunter reicht für belastbare Einzelfehler nicht aus). Pro Modul sollten mehrere Pixel zur Verfügung stehen. Bei größeren Anlagen setzt man Drohnenthermografie ein, weil sie die Prüfung stark beschleunigt und senkrechte Aufnahmen erlaubt. Kleinere Aufdachanlagen prüft man vom Boden oder von einem Nachbargebäude aus.
Was Thermografie nicht leistet
Ein Wärmebild zeigt Symptome, nicht immer Ursachen. Ein Hotspot kann viele Gründe haben: Zellriss, Delamination, Verschmutzung. Zur eindeutigen Diagnose braucht es oft eine ergänzende Elektrolumineszenz-Messung, eine Kennlinienaufnahme oder eine zerstörungsfreie Prüfung mit geöffnetem Anschlusskasten.
Thermografie liefert auch keine Aussage über die Degradation eines Moduls. Ein Modul kann durch Alterung 15 Prozent weniger leisten als im Neuzustand und das ist im Wärmebild nicht sichtbar, nur im Messwert der Kennlinie.
Wann Thermografie besonders sinnvoll ist
- Nach einem Hagelschaden – häufig sind nicht alle Treffer mit bloßem Auge sichtbar, aber elektrisch wirksam.
- Bei unklarem Minderertrag – wenn das Monitoring einen String als schwächer ausweist, findet die Thermografie den Verursacher.
- Vor Ablauf der Garantie – ab Jahr fünf ist eine dokumentierte Prüfung sinnvoll, weil spätere Mängel ohne Beleg schwerer gegenüber dem Installateur durchzusetzen sind.
- Bei Neuanlagen als Bestandteil der Abnahme – Details zur Abnahme finden Sie auf der entsprechenden Seite.
Ein paar Worte zur Auswertung
Ein Bericht, der nur Bilder enthält und „defektes Modul“ schreibt, ist nicht ausreichend. Eine verwertbare Auswertung enthält: Modul-ID mit Position im Feld, Temperaturdifferenz zum Normalzustand, vermutete Ursache, Handlungsempfehlung (Austausch, Reparatur, Beobachtung). Ohne diese Struktur ist ein Thermografiebericht für eine Gewährleistungsforderung oder eine Versicherung nicht belastbar.
Für eine Thermografie an Ihrer Anlage oder eine zweite Meinung zu einem vorhandenen Bericht können Sie sich gern an mich wenden – Kontakt. Und wer noch tiefer in die Fehlersuche einsteigen möchte, findet unter Fehlerfrüherkennung mehr zu den weiteren Methoden, die ich in Kombination einsetze.