Eine Photovoltaikanlage ist eine Investition in die Zukunft, die über Jahrzehnte hinweg zuverlässig sauberen Strom produzieren soll. Doch was, wenn die Leistung schleichend nachlässt, obwohl die Sonne scheint?
Oft sind es unsichtbare Fehler in den Solarmodulen, die den Ertrag mindern und im schlimmsten Fall sogar ein Sicherheitsrisiko darstellen. Genau hier kommt die Thermografie ins Spiel: eine hochentwickelte Analysetechnik, die mithilfe einer Wärmebildkamera Defekte aufdeckt, die für das menschliche Auge verborgen bleiben.
Was ist eine thermografische Analyse? Ein Blick hinter die Kulissen
Jedes Objekt gibt Wärmestrahlung ab. Eine Wärmebildkamera, auch Infrarotkamera genannt, macht diese Strahlung sichtbar und stellt sie als Farbspektrum dar. Kühle Bereiche erscheinen meist dunkel (blau, violett), während wärmere und heiße Stellen in hellen Farben (gelb, rot, weiß) leuchten.
Für eine Photovoltaikanlage ist dieses Prinzip Gold wert. Im Normalbetrieb erwärmen sich Solarmodule gleichmäßig. Treten jedoch Fehler wie Zellbrüche, defekte Lötstellen oder interne Kurzschlüsse auf, wird an diesen Stellen elektrische Energie nicht in Strom, sondern in Wärme umgewandelt. Die Folge: Die betroffene Zelle oder der gesamte Modulbereich überhitzt. Die Thermografie macht genau diesen Temperaturunterschied sichtbar und entlarvt so die Problemzonen, lange bevor ein kompletter Ausfall droht.
Die häufigsten unsichtbaren Feinde Ihrer Solaranlage
Defekte in Solarmodulen sind keine Seltenheit. Studien, etwa vom TÜV Rheinland, zeigen, dass eine Vielzahl von Fehlern erst im laufenden Betrieb auftreten. Eine thermografische Analyse ist das effektivste Mittel, um diese frühzeitig zu identifizieren.
Hotspots: Wenn einzelne Zellen zur Heizung werden
Ein Hotspot ist der bekannteste und einer der kritischsten Fehler. Er entsteht, wenn eine einzelne Solarzelle oder ein Teil davon weniger Strom erzeugt als der Rest des Modulstrangs – zum Beispiel durch Verschattung, Verschmutzung oder einen inneren Defekt. Diese Zelle wirkt dann wie ein Widerstand im Stromkreis. Während die anderen Zellen weiterhin Strom produzieren und durch den Strang leiten, wird die fehlerhafte Zelle gezwungen, diese Energie aufzunehmen und in Wärme umzuwandeln.
Die Folgen sind gravierend:
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Leistungsverlust: Die erzeugte Wärme ist verlorene Energie, die nicht als Strom genutzt wird.
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Beschleunigte Alterung: Als Faustregel gilt: Eine dauerhafte Temperaturerhöhung um 10 °C kann die Lebensdauer von elektronischen Bauteilen halbieren. Ein Hotspot kann Temperaturen von über 100 °C erreichen und schädigt so das umliegende Material dauerhaft.
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Sicherheitsrisiko: In extremen Fällen kann die Hitze die Rückseitenfolie des Moduls beschädigen und die Brandgefahr erhöhen.
Praxisbeispiel: Bei der Inspektion der Dachanlage eines Vierpersonenhaushalts erzielte die Anlage einen um 8 % geringeren Jahresertrag als prognostiziert. Eine Thermografie-Aufnahme zeigte einen deutlichen Hotspot auf einem der Module, verursacht durch einen kaum sichtbaren Mikroriss. Nach dem Austausch des Moduls im Rahmen der Garantie lief die Anlage wieder mit voller Leistung.
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Bisher bei uns Ursprünglicher Preis war: 1.599,00 €1.399,00 €Aktueller Preis ist: 1.399,00 €.Zellbrüche und Mikrorisse: Die unsichtbaren Wunden
Solarzellen sind extrem dünn und zerbrechlich. Bereits beim Transport, durch unsachgemäße Montage oder durch mechanische Belastungen wie Hagel oder starken Schneefall können winzige Risse entstehen. Diese Mikrorisse sind mit bloßem Auge oft nicht zu erkennen, unterbrechen aber den Stromfluss in der Zelle. Ähnlich wie bei einem Hotspot führen sie zu einem erhöhten Widerstand und damit zu lokaler Überhitzung.
Delamination und defekte Lötstellen
Ein Solarmodul ist ein Verbund aus mehreren Schichten (Glas, Einbettungsfolie, Zellen, Rückseitenfolie). Löst sich dieser Verbund an einer Stelle – man spricht von Delamination –, kann Feuchtigkeit eindringen, was zu Korrosion und Leistungsverlust führt. Auch defekte Lötverbindungen zwischen den Zellen unterbrechen den Stromfluss. Beide Fehlerarten erzeugen charakteristische Wärmemuster, die eine Thermografie-Kamera zuverlässig aufspürt.
Fehlerhafte Bypass-Dioden und Anschlussdosen
Bypass-Dioden sind die „Sicherheitsventile“ eines Solarmoduls. Sie sorgen dafür, dass bei Verschattung eines Teils des Moduls der Strom um diesen Bereich herumgeleitet wird, um eine massive Hotspot-Bildung zu verhindern. Ist eine dieser Dioden defekt, kann sie selbst zur Hitzequelle werden. Eine überhitzte Anschlussdose auf der Modulrückseite ist oft ein klares Indiz für einen solchen Defekt und ein ernstzunehmendes Sicherheitsrisiko.
Der richtige Zeitpunkt: Wann ist eine Thermografie-Prüfung sinnvoll?
Eine thermografische Inspektion ist nicht nur im Schadensfall nützlich. Es gibt mehrere strategisch kluge Zeitpunkte, um die Gesundheit Ihrer Anlage zu überprüfen:
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Bei der Inbetriebnahme: Eine erste Prüfung direkt nach der Installation dient als Qualitätskontrolle und Referenzmessung. Sie stellt sicher, dass alle Module einwandfrei arbeiten und keine Transportschäden vorliegen.
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Vor Ablauf der Garantie: Die meisten Hersteller geben eine Leistungsgarantie über 20 bis 25 Jahre. Eine Überprüfung kurz vor Ablauf der Garantie Ihrer Photovoltaikanlage kann versteckte Mängel aufdecken, deren Behebung dann noch vom Hersteller übernommen wird.
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Bei unerklärlichem Leistungsabfall: Wenn Ihr Monitoringsystem zeigt, dass die Anlage weniger Strom erzeugt als erwartet, ist eine Thermografie-Analyse der erste Schritt zur Ursachenforschung.
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Nach extremen Wetterereignissen: Nach einem schweren Hagelsturm oder bei außergewöhnlich hoher Schneelast empfiehlt sich eine Kontrolle, um eventuelle Mikrorisse frühzeitig zu entdecken.
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5.299,00 €Der Ablauf in der Praxis: Von der Aufnahme zur Diagnose
Eine professionelle thermografische Messung erfordert Fachwissen und die richtigen Bedingungen. Idealerweise findet sie an einem klaren, sonnigen Tag statt, damit die Solarmodule unter Last arbeiten. Eine Sonneneinstrahlung von mindestens 600 W/m² ist notwendig, um aussagekräftige Temperaturunterschiede zu erzeugen.
Bodengestützte vs. drohnengestützte Thermografie
Für kleinere, gut zugängliche Anlagen auf Einfamilienhäusern kann die Analyse vom Boden oder einem Stativ aus erfolgen. Bei großen Dachanlagen, Solarparks oder schwer erreichbaren Modulen ist der Einsatz einer Drohne mit hochauflösender Wärmebildkamera die Methode der Wahl. Sie ermöglicht eine schnelle, sichere und lückenlose Erfassung der gesamten Anlage.
Analyse und Dokumentation: Der Schlüssel zur Garantie
Das bloße Bild einer Wärmebildkamera reicht nicht aus. Ein Fachbetrieb analysiert die Aufnahmen, interpretiert die Temperaturmuster und erstellt einen detaillierten Inspektionsbericht. Dieses Dokument enthält Bilder der auffälligen Module im sichtbaren Licht und als Wärmebild, genaue Temperaturmessungen, eine exakte Verortung des defekten Moduls und eine fachliche Einschätzung der Fehlerursache.
Dieser Bericht ist die entscheidende Grundlage, um Gewährleistungs- oder Garantieansprüche gegenüber dem Installateur oder Hersteller geltend zu machen.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Thermografie bei PV-Anlagen
Was kostet eine thermografische Untersuchung?
Die Kosten für eine professionelle Thermografie-Analyse für ein typisches Einfamilienhaus liegen erfahrungsgemäß zwischen 250 und 500 Euro. Der Preis hängt von der Anlagengröße, der Zugänglichkeit und dem Einsatz (Boden oder Drohne) ab. Angesichts der potenziellen Ertragsverluste und Sicherheitsrisiken ist dies eine sinnvolle Investition in den Werterhalt Ihrer Anlage.
Kann ich eine Thermografie-Analyse selbst durchführen?
Davon ist abzuraten. Günstige Wärmebildkameras für Smartphones haben oft nicht die nötige Auflösung und Messgenauigkeit. Darüber hinaus erfordert die Interpretation der Bilder viel Erfahrung, um Fehlalarme zu vermeiden und die Ursachen korrekt zuzuordnen. Auch die Einhaltung der optimalen Messbedingungen ist entscheidend.
Wie unterscheidet sich die Thermografie von der Elektrolumineszenz (EL)-Prüfung?
Die Elektrolumineszenz ist ein Laborverfahren, bei dem eine Spannung an das Modul angelegt wird und die Zellen im Dunkeln zu leuchten beginnen. Risse und inaktive Bereiche bleiben dunkel, ähnlich einem Röntgenbild der Zelle. Die Thermografie hingegen ist eine Prüfung im realen Betriebszustand unter Sonneneinstrahlung und zeigt die tatsächlichen thermischen Auswirkungen von Fehlern.
Wie schnell muss ich bei einem erkannten Hotspot handeln?
Das hängt von der Temperatur des Hotspots ab. Leichte Temperaturabweichungen sollten beobachtet werden. Deutlich überhitzte Bereiche stellen jedoch ein akutes Problem dar, das die Lebensdauer des Moduls verkürzt und die Photovoltaik Brandgefahr erhöhen kann. Hier sollte zeitnah gehandelt und das betroffene Modul durch einen Fachbetrieb geprüft oder ausgetauscht werden.
Fazit: Mehr Sicherheit und Ertrag durch den Blick ins Unsichtbare
Die Thermografie ist mehr als nur eine technische Spielerei – sie ist ein unverzichtbares Diagnosewerkzeug für jeden Anlagenbetreiber. Sie schützt Ihre Investition, indem sie Leistungsverluste aufdeckt, die Anlagensicherheit gewährleistet und eine solide Grundlage für Garantieansprüche schafft.
Durch die frühzeitige Erkennung von Hotspots, Zellbrüchen und anderen Defekten stellen Sie sicher, dass Ihre Photovoltaikanlage über ihre gesamte Lebensdauer die maximale Leistung erbringt.
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