Eine Photovoltaikanlage ist eine Investition in die Zukunft, die über Jahrzehnte hinweg zuverlässig sauberen Strom erzeugen soll. Doch ein oft übersehenes Phänomen kann die Leistung Ihrer Anlage schleichend und unbemerkt reduzieren: die potenzialinduzierte Degradation, kurz PID.
Dieser „stille Dieb“ kann den Ertrag von Solarmodulen erheblich schmälern, lässt sich aber durch eine fachgerechte Planung und Installation wirksam verhindern. Wir erklären Ihnen die Ursachen und zeigen, warum die richtige Erdung der Schlüssel ist, um Ihre Stromerträge langfristig zu sichern.
Was ist potenzialinduzierte Degradation (PID) genau?
Stellen Sie sich vor, Ihre Solarmodule verlieren über die Jahre mehr an Leistung als vom Hersteller angegeben. Der Grund dafür ist oft nicht die normale Alterung, sondern PID. Dieses Phänomen entsteht durch hohe Spannungsunterschiede zwischen den Solarzellen im Modul und dem geerdeten Modulrahmen.
Unter bestimmten Bedingungen können Elektronen aus den Solarzellen „entweichen“ und über das Modulglas sowie die Einbettungsfolie zum Rahmen fließen. Dieser unerwünschte Leckstrom verändert die Eigenschaften der Solarzellen und reduziert ihre Fähigkeit, Sonnenlicht in Strom umzuwandeln – die Leistung sinkt dauerhaft.
Studien des Fraunhofer-Instituts für Solarenergiesysteme ISE haben gezeigt, dass ungeschützte, anfällige Module in den ersten Betriebsjahren durch PID einen Leistungsverlust von bis zu 30 % erleiden können.
Die drei Hauptursachen für PID im Überblick
Damit PID zu einem Problem wird, müssen in der Regel drei Faktoren zusammenspielen:
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Hohe Systemspannung: In modernen Photovoltaikanlagen werden viele Module in Reihe geschaltet (ein sogenannter „String“), um eine hohe Systemspannung zu erreichen. Dies ist effizient, erzeugt aber auch ein hohes negatives Potenzial bei den Modulen, die sich am negativen Ende des Strings befinden. Werte von -300 bis -500 Volt gegenüber dem Erdpotenzial sind hier keine Seltenheit.
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Umweltfaktoren: Hohe Luftfeuchtigkeit und Temperaturen beschleunigen den PID-Effekt. Feuchtigkeit, die sich als dünner Film auf dem Modulglas absetzt, erhöht dessen Leitfähigkeit und begünstigt dadurch Leckströme. Besonders Anlagen in nebligen oder küstennahen Regionen sind stärker gefährdet.
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Modulqualität: Nicht alle Solarmodule sind gleich anfällig für PID. Die Qualität der verwendeten Materialien – insbesondere der Einkapselungsfolie (EVA) und des Antireflexglases – spielt eine entscheidende Rolle. Hersteller zertifizierter Qualitätsmodule verwenden heute spezielle „PID-resistente“ Materialien, um das Risiko zu minimieren.
Die Lösung: Wie eine gezielte Erdung den Leistungsverlust verhindert
Die effektivste und zugleich einfachste Methode, PID von vornherein zu unterbinden, ist die korrekte Erdung der Anlage. Doch hier geht es nicht um die klassische Schutzerdung des Gestells, sondern um eine funktionale Erdung eines der elektrischen Pole.
Durch die Erdung des negativen Pols des PV-Generators am Wechselrichter wird das gesamte System auf ein positives Spannungspotenzial gegenüber der Erde „angehoben“. So kann die schädliche negative Spannung, die den Leckstrom auslöst, gar nicht erst entstehen, und die Elektronen bleiben dort, wo sie hingehören: in den Solarzellen.
Praxisbeispiel: Bei einer typischen Dachanlage eines Einfamilienhauses mit 20 Modulen in einem String entsteht am letzten Modul eine hohe negative Spannung. Ohne Erdung ist dieses Modul stark PID-gefährdet. Erdet der Installateur den negativen Pol am Wechselrichter, verschiebt sich die Spannung des gesamten Strings, sodass kein Modul mehr ein negatives Potenzial gegenüber der Erde aufweist. Der schleichende Leistungsverlust wird damit im Keim erstickt.
Diese Maßnahme ist eine der kostengünstigsten und wirksamsten Versicherungen für den langfristigen Ertrag einer Solaranlage. Praktischerweise bieten viele moderne Wechselrichter bereits die Möglichkeit, einen der Pole zu erden. Welcher dies sein muss, hängt vom verwendeten Zelltyp ab: Bei den weit verbreiteten p-Typ-Zellen ist es der negative Pol. Ein tieferes Verständnis der Funktion eines Photovoltaik-Wechselrichters hilft dabei, diese Zusammenhänge besser einzuordnen.
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Ab 1.299,00 €Kann man PID auch rückgängig machen?
In einigen Fällen lässt sich der durch PID verursachte Schaden teilweise wieder beheben. Dieser Prozess wird als Regeneration bezeichnet. Dabei wird nachts, wenn die Anlage keinen Strom produziert, eine hohe positive Spannung an die Module angelegt. Dies kann die „verirrten“ Elektronen sozusagen wieder an ihren ursprünglichen Platz zwingen und die Leistung der Zellen wiederherstellen.
Einige Wechselrichter verfügen über integrierte „Anti-PID-Boxen“, die diesen Regenerationsprozess automatisch durchführen, was jedoch eher eine Reparaturlösung darstellt. Die beste Strategie bleibt die Prävention durch eine von Anfang an korrekt geplante Erdung und eine regelmäßige Wartung von PV-Anlagen, um Leistungsabweichungen frühzeitig zu erkennen.
Prävention: Darauf sollten Sie bei der Planung Ihrer Anlage achten
Als zukünftiger Anlagenbetreiber müssen Sie kein Experte für Elektrotechnik sein. Es ist jedoch hilfreich, die richtigen Fragen zu stellen und die Grundlagen zu kennen, um die Qualität Ihrer Anlage zu sichern.
Wählen Sie zertifizierte Module: Achten Sie darauf, dass die von Ihnen gewählten Solarmodule als „PID-resistent“ oder „PID-frei“ zertifiziert sind (z. B. nach IEC TS 62804). Seriöse Hersteller weisen dies in ihren Datenblättern aus.
Sprechen Sie mit Ihrem Installateur: Fragen Sie Ihren Fachbetrieb gezielt, welche Maßnahmen zum Schutz vor PID vorgesehen sind. Eine fachgerechte Erdung des DC-Generators sollte heute zum Standard einer professionellen Installation gehören.
Qualität des Wechselrichters: Stellen Sie sicher, dass der verwendete Wechselrichter eine funktionale Erdung unterstützt.
Bei Photovoltaik.info setzen wir auf nachweislich PID-resistente Komponenten. So stellen wir sicher, dass Sie als Kunde eine Anlage erhalten, deren Leistung von Solarmodulen über die gesamte Lebensdauer stabil bleibt.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu PID
Ist meine bereits bestehende Anlage auch von PID betroffen?
Anlagen, die vor 2012/2013 installiert wurden, sind potenziell stärker gefährdet, da das Bewusstsein für PID und die entsprechenden Schutzmaßnahmen damals noch nicht so verbreitet waren. Wenn Sie einen unerklärlich hohen Leistungsabfall feststellen, könnte PID eine Ursache sein. Eine Kennlinienmessung durch einen Fachbetrieb kann hier Klarheit schaffen.
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6.999,00 €Wie erkenne ich, ob meine Anlage von PID betroffen ist?
PID ist schwer zu erkennen, da der Leistungsverlust schleichend erfolgt und oft mit normaler Alterung oder Verschmutzung verwechselt wird. Ein Indiz ist, wenn einzelne Strings oder Module am Ende eines Strings systematisch weniger Leistung bringen als andere. Eine eindeutige Diagnose erfordert jedoch spezielle Messgeräte wie einen Kennlinienanalysator oder eine Elektrolumineszenz-Aufnahme.
Betrifft PID auch Balkonkraftwerke?
In der Regel nicht. Balkonkraftwerke bestehen meist nur aus ein bis vier Modulen. Die Systemspannung ist hier so gering, dass kein schädliches Potenzial entsteht, das PID auslösen könnte. Das Phänomen ist primär ein Thema für größere Dachanlagen oder Solarparks mit langen Modulstrings.
Was kostet eine Erdung zum Schutz vor PID?
Die funktionalen Erdungsmaßnahmen sind im Rahmen einer Neuinstallation mit minimalem Aufwand verbunden. Die Kosten sind im Vergleich zu den Gesamtkosten der Anlage vernachlässigbar, der Nutzen für die Ertragssicherung jedoch enorm. Eine Nachrüstung bei Bestandsanlagen ist ebenfalls möglich, erfordert aber einen etwas höheren Aufwand.
Fazit: Ein kleines Detail mit großer Wirkung
Die potenzialinduzierte Degradation ist ein technisches Risiko, das die Rentabilität Ihrer Photovoltaikanlage ernsthaft gefährden kann. Glücklicherweise lässt es sich mit dem heutigen Wissen und der richtigen Technik zuverlässig vermeiden.
Eine sorgfältige Auswahl PID-resistenter Module und vor allem eine fachgerechte funktionale Erdung durch einen qualifizierten Installateur sind der Schlüssel zu einer langlebigen und ertragsstabilen Anlage. So stellen Sie sicher, dass Ihre Investition auch nach 20 Jahren noch die Leistung bringt, die Sie erwarten.
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