Hotspot-Erkennung bei PV-Modulen: Ursachen und Prüfung
Hotspot-Erkennung bei PV-Modulen: Thermografische Diagnose, Klassifizierung nach IEC TS 62446-3 und Ursachenbehebung erklärt.
Von Redaktion Pvcheckpro · Redaktion · veröffentlicht am 29. Oktober 2025
Was ist ein Hotspot bei Solarmodulen?
Ein Hotspot ist ein lokal überhitzter Bereich auf einem PV-Modul. Er entsteht, wenn eine oder mehrere Solarzellen im String durch Abschattung, Defekte oder Mismatch gezwungen werden, mehr Energie zu dissipieren als aufzunehmen. Im Extremfall können Hotspots Temperaturen von über 200 °C erreichen und die EVA-Einbettungsfolie, die Rückseitenfolie oder das Glas beschädigen. Sie stellen damit ein Sicherheitsrisiko und einen ernsthaften Schadensfall dar.
Entstehungsmechanismus
Im normalen Betrieb erzeugen alle Zellen eines Strings ähnliche Ströme. Wird eine Zelle durch Abschattung oder Defekt in ihrer Stromerzeugung eingeschränkt, wird sie durch den Strom der übrigen Zellen in Sperrrichtung gepolt. Die Zelle dissipiert dann die Energie der gesamten Stringleistung als Wärme. Bypassdioden sollen diesen Mechanismus verhindern, indem sie bei Aktivierung die betroffene Zellgruppe umgehen. Defekte Bypassdioden können zu unkontrollierten Hotspots führen.
Ursachen von Hotspots
- Partielle Verschattung: Schornstein, Antenne, Bäume, Vogelkot, Verschmutzung
- Zelldefekte: Mikrorisse mit vollständiger Zellabtrennung
- Mismatch: Module mit unterschiedlichem Isc in Reihenschaltung
- Defekte Bypassdiode: Kurzschluss oder Unterbrechung der Bypassdiode
- PID-Schäden: Lokal deaktivierte Zellflächen
Thermografische Hotspot-Erkennung
Die Thermokamera ist das wichtigste Instrument zur Hotspot-Erkennung:
- Einzelne warme Zellen mit ΔT > 20 K: Hinweis auf Zelldefekt oder lokale Verschattung
- Warme Zellenreihe (ein Drittel des Moduls): Bypassdioden-Aktivierung oder -defekt
- Warmes halbes Modul: Defekte Bypassdiode im Leitungsschluss
- Gesamtes warmes Modul: Gesamtmodul-Mismatch oder vollständiger Defekt
Bewertung nach Temperaturerhöhung
Klassifizierung nach IEC TS 62446-3:
- ΔT 10–20 K: Mittlere Anomalie – Ursache klären, kurzfristig handeln
- ΔT 20–40 K: Schwere Anomalie – Modulaustausch vorbereiten
- ΔT > 40 K: Kritische Anomalie – sofortiger Handlungsbedarf, Sicherheitsrisiko
Bypassdioden-Prüfung
Bypassdioden sind ein häufiger Auslöser von Hotspots. Prüfung:
- Durchgangsprüfung: Diode muss in Durchlassrichtung leiten und in Sperrrichtung sperren
- Vorwärtsspannung: ca. 0,5–0,7 V (Schottky-Diode: ca. 0,3 V)
- Prüfung aller Dioden in der Anschlussdose (typisch: 3 Dioden pro 60-Zell-Modul)
- Thermografische Erkennung: Defekte Bypassdiode im Dauerleitbetrieb ist thermografisch erkennbar
Reparaturmöglichkeiten
Je nach Ursache des Hotspots gibt es verschiedene Lösungsansätze:
- Verschattungsursache beseitigen (Äste schneiden, Antenne versetzen)
- Bypassdiode in der Anschlussdose austauschen (Fachbetrieb erforderlich)
- Modul austauschen bei mechanischen Zellschäden über Akzeptanzgrenze
- String-Konfiguration anpassen, um Mismatch zu reduzieren
Fazit
Hotspots sind eine ernstzunehmende Gefährdung für Sicherheit und Ertrag von PV-Anlagen. Regelmäßige Thermografieaufnahmen sind das wichtigste Instrument zu ihrer frühzeitigen Erkennung. Bei ΔT > 20 K ist sofortiges Handeln geboten.