Ein Hotspot im Solarmodul ist eine einzelne Zelle oder eine kleine Stelle, die im Betrieb deutlich wärmer wird als der Rest des Moduls. Mit bloßem Auge sieht man ihn meist nicht. Im Wärmebild der laufenden Anlage hebt er sich als heller Fleck ab. Gefährlich werden kann er, weil die dauerhafte Überhitzung das Material schädigt, Ertrag kostet und im ungünstigen Fall zu Brandspuren am Modul führt. Ein bekannter oder vermuteter Hotspot sollte deshalb von einer Fachkraft bewertet werden.
Wie ein Hotspot entsteht
In einem Solarmodul sind die Zellen in Reihe geschaltet. Durch alle Zellen eines Strangs fließt derselbe Strom. Kann eine Zelle diesen Strom nicht mehr liefern, weil sie verschattet, verschmutzt oder beschädigt ist, wird sie von den anderen Zellen gegen ihre eigentliche Richtung betrieben. Dann erzeugt sie keinen Strom mehr, sondern setzt Leistung in Wärme um.
Bypassdioden sollen das begrenzen. Sie überbrücken einen Modulteil, wenn dort eine Zelle stark abfällt. Sie verhindern aber nicht jede Erwärmung, und eine defekte Bypassdiode kann selbst zum Problem werden.
Typische Ursachen
- Zellbruch. Feine Risse entstehen etwa durch Hagel, hohe Schneelast, Betreten der Module oder unsachgemäße Montage. Der gebrochene Teil der Zelle trägt nicht mehr zum Strom bei.
- Dauerhafte Teilverschattung. Ein Antennenmast, eine Fangstange, ein Lüfter oder ein Ast wirft über viele Tage Schatten auf dieselben Zellen.
- Verschmutzung. Vogelkot, Laub oder Schmutzränder am unteren Modulrand decken einzelne Zellen ab.
- Fertigungs- oder Montagefehler. Eine schlechte Lötstelle oder ein beschädigter Zellverbinder erhöht den Widerstand an einer Stelle.
Nicht jede warme Stelle ist ein Hotspot in einer Zelle. Ist ein ganzes Drittel des Moduls gleichmäßig wärmer, ist oft ein Modulteil kurzgeschlossen, häufig über die Bypassdiode. Erwärmte Steckverbinder oder Anschlussdosen deuten auf schlechte Kontakte hin. Auch das sollte geprüft werden, hat aber andere Ursachen.
Warum ein Hotspot gefährlich werden kann
Ein Hotspot ist nicht nur ein Ertragsproblem. Die Wärme konzentriert sich auf eine kleine Fläche. Über Monate und Jahre kann das zu diesen Schäden führen.
- Verfärbungen und Brandflecken auf der Zelle
- Ablösen der Schichten im Modul, auch Delamination genannt
- Blasen oder Brandspuren an der Rückseitenfolie
- Glasbruch durch Spannungen im Material
- Ertragsverlust im betroffenen Modulteil und damit im ganzen String
Ob von einem Hotspot eine Brandgefahr ausgeht, hängt von der Temperatur, der Ursache und dem Aufbau unter den Modulen ab. Bei Anlagen auf Hallendächern mit brennbaren Bauteilen ist das besonders ernst zu nehmen. Die Bewertung im Einzelfall gehört in die Hände einer Fachkraft.
Woran Sie einen Hotspot erkennen
Viele Hotspots sind von außen nicht zu sehen. Einige Hinweise können Sie aber selbst wahrnehmen.
- braune oder gelbliche Verfärbungen auf einzelnen Zellen
- feine dunkle Linien auf den Zellen, sogenannte Schneckenspuren, die auf Zellrisse hindeuten können
- Glasbruch oder eine sichtbare Beschädigung an einem Modul
- Schmutzflecken, Vogelkot oder Bewuchs, die dauerhaft an derselben Stelle sitzen
- ein String, der im Monitoring weniger liefert als vergleichbare Strings
Fehlt jeder sichtbare Hinweis, heißt das nicht, dass kein Hotspot da ist. Zellrisse und schlechte Lötstellen zeigen sich oft erst im Wärmebild.
Was Sie selbst tun können
Sehen Sie sich die Anlage vom Boden aus an, gern mit Fernglas oder dem Zoom einer Kamera. Achten Sie auf neue Schattenwerfer wie gewachsene Bäume oder neue Aufbauten auf dem Dach. Vergleichen Sie im Monitoring die Strings untereinander.
Betreten Sie die Module nicht und reinigen Sie sie nicht auf eigene Faust. Gerade durch Betreten entstehen neue Zellrisse. Bei Glasbruch oder Brandspuren sollte zeitnah eine Elektrofachkraft die Anlage ansehen.
Wann ein Fachbetrieb nötig ist
Ein Fachbetrieb sollte prüfen, sobald ein Hotspot bekannt ist oder sich ein Verdacht ergibt. Die Elektrofachkraft klärt mit Messungen, ob ein Modul defekt ist, ob eine Bypassdiode ausgefallen ist oder ob die Ursache außerhalb des Moduls liegt. Danach entscheidet sich, ob eine Reinigung, das Entfernen eines Schattenwerfers oder der Austausch eines Moduls sinnvoll ist.
Für Gespräche mit Hersteller oder Errichter können Wärmebilder und Fotos helfen, auf denen das betroffene Modul eindeutig zugeordnet ist. Was daraus folgt, regelt der jeweilige Vertrag.
Wie eine Wärmebild-Befliegung Hotspots findet
Bei einer Befliegung erfasst die Wärmebildkamera das gesamte Modulfeld aus der Luft. Hotspots, warme Modulteile und erwärmte Steckverbinder werden sichtbar und lassen sich einzelnen Modulen zuordnen. Hochauflösende Fotos derselben Stelle zeigen, ob Schmutz, Schatten oder ein sichtbarer Schaden dahintersteckt.
Damit das Wärmebild aussagekräftig ist, muss die Anlage in Betrieb sein. Die Praxis nennt eine Einstrahlung von mindestens etwa 600 W/m² auf die Modulebene, dazu wenig Wind und kaum Wolken. Zu flache Blickwinkel erhöhen die Reflexion. Spiegelt sich die Sonne oder ein warmes Objekt im Glas, kann das wie ein Hotspot aussehen. Deshalb gehören ein passender Blickwinkel und Erfahrung bei der Auswertung dazu.
Auch hier gilt eine klare Grenze. Das Wärmebild zeigt, wo es zu warm ist. Warum, klärt die Messung. Ein Wärmebild ersetzt die elektrische Prüfung nicht. Mehr dazu im Beitrag Wärmebild von der PV-Anlage. Wie sich Hotspots und andere Fehler auf den Ertrag auswirken, beschreibt der Beitrag Warum bringt meine PV-Anlage weniger Ertrag als erwartet?
So unterstützen wir Sie
Wir befliegen Ihre PV-Anlage mit Wärmebild- und Fotokamera und liefern einen Befund, der jede Auffälligkeit mit Modulposition und Dringlichkeit beschreibt. Als Elektroniker und Elektrokonstrukteure ordnen wir ein, was hinter einem Muster stecken kann und wo Ihr Fachbetrieb messen sollte. Mehr dazu unter PV-Anlage prüfen lassen, sprechen Sie uns gern über den Kontakt an.