Thermografie 
Inspektionen bei 
Photovoltaikanlagen

Thermografie-Inspektionen bei Photovoltaikanlagen

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Thermografie – also die Untersuchung mit Wärmebildkameras – hat sich als leistungsfähiges Werkzeug in der Solarbranche etabliert. Infrarot-Kameras machen thermische Auffälligkeiten sichtbar, die dem Auge verborgen bleiben. So können Fehler an Photovoltaikanlagen im laufenden Betrieb erkannt werden, ohne die Anlage abschalten zu müssen. Regelmäßige Thermografie-Prüfungen steigern sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Betriebssicherheit von PV-Anlagen, indem sie Leistungsverluste aufdecken und potenzielle Brandgefahren frühzeitig sichtbar machen.

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Was ist Thermografie und wie funktioniert sie?

Thermografie basiert auf Infrarot-Technik: Eine Wärmebildkamera erfasst die von Objekten abgestrahlte Wärmestrahlung und wandelt sie in ein sichtbares Bild um. Unterschiedliche Temperaturen erscheinen darauf in verschiedenen Farben oder Graustufen. Warme Stellen (Hotspots) heben sich deutlich ab – ideal, um Defekte zu finden. Bei einer intakten PV-Modulfläche ist die Temperaturverteilung im IR-Bild gleichmäßig. Treten jedoch Anomalien auf, zeigen sich lokale Erwärmungen als helle Flecken im Thermogramm.

In Photovoltaikanlagen entstehen Hotspots häufig, wenn einzelne Zellen defekt sind oder durch Schatten beeinträchtigt werden. Anstatt Strom zu erzeugen, wirken diese Zellen dann als Widerstand und erhitzen sich lokal. Bypass-Dioden in den Modulen sollen zwar Überhitzungen verhindern, aber sind diese defekt oder dauerhaft überlastet (etwa durch ständig teilverschattete Module), können unkontrollierte Hotspots auftreten. Solche thermischen Auffälligkeiten lassen sich mit Infrarotkameras schnell lokalisieren und dokumentieren, noch während die Anlage normal in Betrieb ist. Selbst verdeckte Probleme – von Zellschäden bis zu fehlerhaften Verkabelungen – werden auf diese Weise sichtbar gemacht.

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Warum ist Thermografie bei PV-Anlagen sinnvoll?

Eine thermografische Inspektion bietet Betreibern von Solaranlagen mehrere Vorteile:

• Früherkennung von Leistungsverlusten: Bereits kleine Defekte oder Verschmutzungen können den Anlagenertrag mindern. Beispielsweise führt eine Erwärmung des Moduls um nur 10 °C zu rund 5 % weniger Stromertrag. Solche „unsichtbaren“ Minderleistungen können über 20 Jahre die Wirtschaftlichkeit erheblich beeinträchtigen. Die Thermografie spürt diese Verluste frühzeitig auf, bevor die Anlage unrentabel wird.
• Vermeidung von Schäden und Brandrisiken: Hotspots belasten betroffene Module thermisch stark – im schlimmsten Fall besteht sogar Brandgefahr. Durch die Wärmebildanalyse lassen sich diese gefährlichen Stellen erkennen und gezielt beheben, bevor größere Schäden oder Brände entstehen.
• Effiziente Prüfung großer Flächen: Mit modernen Drohnen und hochauflösenden IR-Kameras lassen sich selbst Solarparks in kurzer Zeit scannen. Sowohl kleine Dachanlagen als auch große Freiflächenanlagen mit mehreren Megawatt können auf diese Weise zügig und berührungslos überprüft werden.
• Zielgerichtete Wartung: Die Thermografie zeigt exakt, welche Module oder Komponenten betroffen sind. Anstatt auf Verdacht Teile auszutauschen, kann die Instandhaltung punktgenau an den identifizierten Schwachstellen ansetzen. Das reduziert Wartungskosten und Ausfallzeiten.
• Dokumentation für Garantie und Kauf: Ein detaillierter Thermografie-Bericht dient als Nachweis des Anlagenzustands. Betreiber können damit gegenüber Herstellern Garantiefälle belegen (wichtig z. B. kurz vor Ablauf der Modul-Garantie). Auch beim Verkauf einer PV-Anlage schafft eine aktuelle Thermografie Vertrauen, da sie die Qualität der Module transparent darstellt.

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Typische Fehlerbilder in der Thermografie

Thermografie-Aufnahmen machen Hotspots sichtbar. Im gezeigten Infrarotbild ist unten an einem PV-Modul ein weiß-gelber Bereich zu erkennen – ein Hotspot, der auf einen Zellfehler oder lokale Verschattung hindeutet. Solche Anomalien würden im normalen Foto nicht auffallen, im Wärmebild jedoch sofort.

Beispiele für typische Fehler:

• Hotspots durch Zellschäden oder Verschattung: Mikro-Risse oder dauerhafte Teilverschattungen führen zu heißen Punkten im IR-Bild. Die betroffene Zelle produziert keinen Strom mehr, sondern verbraucht ihn und erhitzt sich. Das verursacht nicht nur Leistungsabfall, sondern kann weitere Modulschäden oder Brandrisiken nach sich ziehen.
• Defekte Zellstränge / Bypass-Dioden: Ein Ausfall führt zu großflächigen Temperaturunterschieden. Sichtbar ist z. B. ein Muster mit unterschiedlich warmen Modulbereichen. Die Folge: Leistungsverluste von 30–60 % an diesem Modul.
• Potenzialinduzierte Degradation (PID): Langsame Leistungsverluste durch Leckströme, sichtbar als leichte Erwärmung am Modulfeldrand. Frühzeitige Erkennung erlaubt Gegenmaßnahmen wie PID-Recovery.
• Überhitzte Anschlüsse und Komponenten: Kabel, Steckverbindungen und Anschlussdosen zeigen thermische Auffälligkeiten, z. B. kleine Hotspots durch lockere Klemmen. Thermografie erkennt diese Probleme vor einem Ausfall.

Andere Fehlerbilder wie verschmutzte Module oder falsch angeschlossene Strings können ähnlich wirken – Erfahrung ist nötig, um die Ursache richtig zu deuten. Sichtprüfungen oder elektrische Messungen ergänzen daher oft die IR-Analyse.

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Ablauf einer Thermografie-Inspektion

1. Planung und Vorbereitung: Terminwahl bei idealer Sonneneinstrahlung (mind. 600 W/m²), geringe Windbelastung. Sichtung der Anlage und Vorbereitung z. B. von Flugrouten für Drohnen.
2. Wärmebild-Aufnahme: Durchführung per Handkamera (bei Dachanlagen) oder Drohne (bei großen Freiflächen). Wichtig sind senkrechte Aufnahmen zur Vermeidung von Reflexionen. Parallel werden Digitalfotos gemacht zur besseren Zuordnung.
3. Analyse der Thermogramme: Softwaregestützte Auswertung. Ein Experte bewertet die Auffälligkeiten, kategorisiert diese (z. B. nach DIN 54191) und erkennt temporäre Effekte oder Fehlinterpretationen.
4. Bericht und Maßnahmenempfehlung: Ausführlicher Bericht mit IR-Bildern, Fotos und Maßnahmenempfehlungen (z. B. Austausch, Reparatur, Reinigung). Auf Wunsch inklusive Wirtschaftlichkeitsanalyse.

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Wirtschaftlicher Nutzen einer Thermografie-Prüfung

Regelmäßige Thermografie zahlt sich aus. Früh erkannte Defekte verhindern Ertragsverluste von bis zu 60 % pro betroffenen Modul. Kleinere Verluste von 5 % können über 20 Jahre signifikant sein. Zudem schützt die Inspektion vor teuren Folgeschäden wie Bränden.

Thermografie steigert die Lebensdauer der PV-Anlage. Früh behobene Schäden verhindern Kettenreaktionen. Auch Garantieansprüche lassen sich leichter durchsetzen, wenn Mängel früh entdeckt werden.

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Normen und Empfehlungen für regelmäßige Inspektionen

Empfohlen wird laut DIN VDE 0105 eine Prüfung alle zwei Jahre. Bei großen oder kritischen Anlagen ist ein jährlicher Rhythmus sinnvoll. Die Norm DIN 54191 legt die Prüfungsdokumentation fest, die IEC TS 62446-3 enthält weitere Empfehlungen.

Wichtig ist, dass nur qualifizierte Thermografen (z. B. zertifiziert nach DIN EN ISO 9712) die Prüfungen durchführen – nur so ist eine korrekte Interpretation gewährleistet.

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Fazit: Regelmäßige Thermografie zahlt sich aus

Thermografie ist ein zentraler Baustein der Wartung von PV-Anlagen. Sie erkennt Mängel frühzeitig, verhindert Verluste und sichert langfristig die Anlagenleistung. Besonders effizient ist sie bei großen Anlagen durch Drohneneinsatz.

Empfehlung: Lassen Sie Ihre PV-Anlage alle 1–2 Jahre prüfen. Die Kosten sind gering im Vergleich zu den möglichen Ertragseinbußen.

Handlungsaufforderung: Warten Sie nicht zu lange – sichern Sie Ihre Investition durch regelmäßige Thermografie-Inspektionen. Wir unterstützen Sie gern mit Fachwissen und Service für eine sichere, ertragreiche Solarzukunft.

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