Photovoltaik Störungen: Beispiel Hotspot-Effekte – erkennen, verstehen und vermeiden

Photovoltaikanlagen arbeiten meist zuverlässig über viele Jahre hinweg. Dennoch gibt es Einflüsse, die ihre Leistung deutlich beeinträchtigen können. Eine besonders verbreitete und oft unterschätzte Form von Photovoltaik Störungen ist der sogenannte Hotspot-Effekt. Hierbei erhitzen sich einzelne Solarzellen punktuell stark, was nicht nur den aktuellen Energieertrag reduziert, sondern auf Dauer auch ernsthafte Schäden am gesamten System verursachen kann.

Was ist ein Hotspot bei Photovoltaikanlagen?

Ein Hotspot entsteht, wenn einzelne Solarzellen innerhalb eines Moduls beschattet, verschmutzt oder defekt sind. Diese Zellen werden dann nicht mehr wie üblich als Stromerzeuger genutzt, sondern wirken als Widerstand. Die überschüssige Energie wandelt sich in Wärme um, wodurch an dieser Stelle Temperaturen von bis zu 250 °C entstehen können.

Ursachen für Hotspots

Hotspots haben mannigfaltige Ursachen. Typischerweise entstehen Hotspots durch:

• Teilverschattung durch Bäume, Gebäude oder andere Objekte
• Verschmutzung durch Laub, Vogelkot oder Staub
• Mikrorisse oder defekte Lötstellen in den Solarzellen
• Produktionsfehler bei der Modulherstellung
• Alterung und Materialermüdung der Module

Auswirkungen von Hotspots auf die Leistung

Hotspots beeinträchtigen die Leistungsfähigkeit einer Photovoltaikanlage erheblich. Die Ertragseinbußen sind abhängig von der Schwere der Schädigung und können von wenigen Prozent bis hin zum Totalausfall des Moduls reichen.

Hotspot-Schweregrad	Typischer Leistungsverlust
Leicht (kaum sichtbar)	1–5 %
Mittel (sichtbare Verfärbungen)	5–15 %
Schwer (starke Verfärbungen / Risse)	15–40 %
Extrem (Brandgefahr)	Totalausfall

Wie erkennt man Hotspots?

Hotspots sind oft schwer mit bloßem Auge zu erkennen. Daher setzen Fachbetriebe spezielle Verfahren ein, um sie frühzeitig zu entdecken:

• Thermografie-Kameras, die Temperaturunterschiede sichtbar machen
• Elektrolumineszenz-Aufnahmen zur Erkennung von Zellschäden
• Monitoring-Systeme, die Ertragseinbußen automatisch melden

Vorbeugung und Behebung von Hotspots

Um Hotspots zu vermeiden, sollten Betreiber regelmäßige Inspektionen und Reinigungen durchführen lassen. Bei der Behebung kommt es auf die Ursache an: Während Verschmutzungen leicht entfernt werden können, müssen defekte Module oft ausgetauscht werden.

Empfohlene Maßnahmen:

• Regelmäßige Sichtprüfung der Module
• Professionelle Reinigung in Intervallen
• Nutzung von Monitoring-Systemen
• Rechtzeitiger Austausch beschädigter Module

Fazit

Hotspots gehören zu den häufigsten Photovoltaik Störungen und können erhebliche Ertragseinbußen verursachen. Durch regelmäßige Wartung, moderne Überwachungstechnik und gezielte Präventionsmaßnahmen lassen sich Schäden jedoch vermeiden oder frühzeitig beheben. Wer Hotspots im Blick behält, schützt nicht nur seine Anlage, sondern auch seine Investition in die Solarenergie.

Technische Hintergründe von Hotspots

Hotspots entstehen auf Zellebene, wenn der elektrische Stromfluss innerhalb eines Solarmoduls gestört wird. Photovoltaikmodule bestehen aus in Reihe geschalteten Solarzellen. Fällt eine einzelne Zelle aus oder wird ihre Leistung stark eingeschränkt, fließt dennoch der gleiche Strom durch sie wie durch die anderen Zellen. Da die beeinträchtigte Zelle weniger oder gar keinen Strom produziert, muss sie die Energie der benachbarten Zellen aufnehmen und in Wärme umwandeln. Dies führt zu einer lokalen Überhitzung. Über längere Zeit kann dies zu Verkapselungsschäden, Rissen im Glas oder sogar zum Brand führen.

Langfristige Folgen von Hotspots

Werden Hotspots nicht rechtzeitig erkannt und behoben, kann dies gravierende Auswirkungen auf die gesamte Photovoltaikanlage haben:

• Dauerhafte Schädigung einzelner Solarzellen
• Vorzeitiger Ausfall ganzer Module
• Erhöhte Brandgefahr durch thermische Überlastung
• Sinkender Gesamtertrag über die gesamte Lebensdauer der Anlage

Kosten durch Hotspots

Die wirtschaftlichen Folgen von Photovoltaik Störungen durch Hotspots sollten nicht unterschätzt werden. Neben den reinen Reparatur- oder Austauschkosten entstehen auch indirekte Verluste durch den Ertragsausfall. Je nach Größe der Anlage und Höhe der Einspeisevergütung können diese Kosten erheblich sein.

Schadensart	Typische Kosten (geschätzt)
Reinigung bei Verschmutzung	100–300 € pro Einsatz
Austausch einzelner Module	150–400 € pro Modul
Ertragsausfall bei 10 % Verlust (10 kWp Anlage)	ca. 200–400 € pro Jahr
Kompletter Modultausch bei Serienfehler	Mehrere Tausend Euro

Praxisbeispiele aus dem Feld

Ein typisches Beispiel für einen Hotspot-Schaden ist die Teilverschattung durch neu gewachsene Bäume. Ein Betreiber bemerkte nach einigen Jahren einen deutlichen Ertragsrückgang, ohne dass die Anlage äußerlich beschädigt wirkte. Eine Thermografie-Untersuchung zeigte mehrere überhitzte Zellen in einem Strang – verursacht durch den Schatten eines Astes. Nach dem Zurückschneiden der Bäume und dem Austausch der beschädigten Module stieg der Ertrag wieder auf das ursprüngliche Niveau.

Ein weiteres Beispiel ist eine große Dachanlage, bei der mehrere Module durch Vogelkot teilweise abgedeckt waren. Die betroffenen Zellen entwickelten sich zu Hotspots und führten innerhalb weniger Monate zu braunen Verfärbungen. Hier konnte durch professionelle Reinigung und die Installation von Vogelschutzgittern weiteren Schäden vorgebeugt werden.

Rechtliche Aspekte und Garantieansprüche

Viele Hersteller gewähren Leistungsgarantien über 20 bis 25 Jahre. Allerdings decken diese Garantien oft keine Schäden durch äußere Einflüsse wie Verschmutzung oder Verschattung ab. Betreiber sollten die Garantiebedingungen genau prüfen und dokumentieren, welche Wartungsmaßnahmen sie durchgeführt haben. Eine lückenlose Dokumentation erleichtert die Durchsetzung von Ansprüchen, falls ein Modul vorzeitig ausfällt.

Zusammenfassend gilt: Wer seine Photovoltaikanlage regelmäßig inspiziert, reinigt und mit moderner Messtechnik überwacht, kann Hotspot-Schäden weitgehend verhindern. Vor allem bei großen Anlagen oder in Regionen mit hoher Staub- und Vogelkotbelastung ist eine vorausschauende Wartungsstrategie entscheidend. Photovoltaik Störungen wie Hotspots sind vermeidbar – und ihre Vermeidung schützt nicht nur die Umwelt, sondern auch die Wirtschaftlichkeit der Anlage.