Thermografieinspektion von PV-Anlagen: Infrarotprüfung
Infrarotthermografie macht Hotspots und Defekte in PV-Modulen sichtbar – eine unverzichtbare Methode für professionelle Anlagenprüfungen.
Von Redaktion Pvcheckpro · Redaktion · veröffentlicht am 7. Oktober 2025
Grundprinzip der Thermografieinspektion
Die Infrarotthermografie (IR-Thermografie) ist eine berührungslose Messmethode, die Temperaturunterschiede auf der Oberfläche von PV-Modulen sichtbar macht. Jedes Bauteil mit erhöhter Verlustleistung erwärmt sich stärker als seine Umgebung. Eine kalibrierte Thermokamera wandelt diese Temperaturdifferenzen in ein Falschfarbenbild um. Für PV-Inspektionen ist die Thermografie nach DIN EN 61215 und IEC TS 62446-3 als anerkannte Prüfmethode etabliert.
Physikalischer Hintergrund: Warum wird ein Defekt warm?
Intakte Solarzellen wandeln Licht effizient in elektrische Energie um. Defekte Bereiche können einfallendes Licht nicht mehr in Strom umwandeln, sondern dissipieren die Energie als Wärme. Dies führt zu lokal erhöhten Temperaturen, die thermografisch erfasst werden können. Typische Temperaturerhöhungen:
- Hotspot durch abgeschattete Zelle: +10 bis +80 K gegenüber Umgebung
- Bypassdiode im Dauerbetrieb: +20 bis +60 K
- Erhöhter Übergangswiderstand an Steckverbindern: +5 bis +30 K
- Teildefekte Zelle: +2 bis +15 K
Anforderungen an die Messbedingungen
Die Qualität einer Thermografieaufnahme hängt stark von den Messbedingungen ab. Für aussagekräftige Ergebnisse sind folgende Bedingungen einzuhalten:
- Einstrahlungsleistung: mindestens 600 W/m² (besser ≥ 800 W/m²)
- Windgeschwindigkeit: unter 4 m/s (Konvektion verfälscht Temperaturmuster)
- Bedeckungsgrad: wolkenloser Himmel oder gleichmäßige Bewölkung ohne Wechsel
- Modultemperatur: deutlich über Umgebungstemperatur (mindestens 10 K Differenz)
- Vorheizzeit: Anlage sollte mindestens 30 Minuten bei stabiler Einstrahlung in Betrieb sein
Kameraanforderungen und Kalibrierung
Für quantitative Thermografieaufnahmen sind kalibrierte Kameras mit folgenden Mindestspezifikationen erforderlich:
- Thermische Empfindlichkeit (NETD): ≤ 0,05 K
- Auflösung: mindestens 320 × 240 Pixel (besser: 640 × 480)
- Temperaturmessbereich: −20 bis +120 °C
- Kalibrierungszertifikat: aktuell (Kalibrierung alle 2 Jahre)
Drohnenthermografie bei Großanlagen
Bei Freiflächen- und Großdachanlagen hat sich die Drohnenthermografie als effiziente Methode etabliert. Eine Drohne mit montierter Thermokamera überfliegt die Anlage systematisch und erstellt georeferenzierte Wärmebilder. Vorteile:
- Flächendeckende Inspektion in kurzer Zeit (1 MW/h bei optimalen Bedingungen)
- Kein Betreten des Dachs notwendig
- Lückenlose Dokumentation aller Module
- Einfache Vergleichbarkeit über mehrere Inspektionszyklen
Klassifizierung von Thermografiebefunden
Die Klassifizierung von Thermographiebefunden erfolgt nach IEC TS 62446-3:
- Klasse 1 (ΔT ≤ 10 K): Leichte Anomalie, Beobachtung empfohlen
- Klasse 2 (10 K < ΔT ≤ 20 K): Mittlere Anomalie, kurzfristige Maßnahme erforderlich
- Klasse 3 (ΔT > 20 K): Schwere Anomalie, sofortige Maßnahme erforderlich
Grenzen der Thermografie
Die Thermografie ist ein mächtiges Werkzeug, aber kein Allheilmittel. Grenzen bestehen bei:
- Inaktiven Strings: Ohne Stromfluss keine Wärmeentwicklung durch Zelldefekte erkennbar
- Gleichmäßig defekten Modulen: Wenn alle Zellen gleich schlecht sind, gibt es keinen Temperaturkontrast
- Nass-Oberflächen: Evaporationskühlung verfälscht das Temperaturbild
Fazit
Die Thermografieinspektion ist eine schnelle, nicht-invasive und hocheffektive Methode zur Lokalisierung von Defekten in PV-Anlagen. Sie sollte in keiner professionellen Jahresinspektion fehlen und wird durch IV-Messung und EL-Prüfung optimal ergänzt.