Wie kann ein defektes Solarmodul anhand der Produktionsdaten herausgefiltert werden?

Einer der größten Vorteile von Solaranlagen ist, dass ihre Leistung kontinuierlich gemessen und nachverfolgt werden kann. Dies bedeutet jedoch nur dann echte Sicherheit und Rentabilität, wenn die verfügbaren Produktionsdaten richtig interpretiert werden. Ein defektes Solarmodul oder eine defekte Solaranlage führt nämlich in vielen Fällen nicht zu einem sofortigen Ausfall, sondern „nur” zu einem kurzzeitigen, schwer erkennbaren Produktionsrückgang, der langfristig zu erheblichen Einnahmeverlusten führen kann.

Der Artikel soll zeigen, wie Probleme allein anhand der Produktionsdaten gefiltert werden können und welche Anzeichen auf einen Defekt der Solarzellen, das PID-Phänomen oder sogar einen Defekt des Solarwechselrichters hindeuten können. Wir gehen durch, welche Daten für ein durchschnittliches System verfügbar sind, wie die Produktionskurven zu interpretieren sind, wann wir einen echten technischen Fehler vermuten sollten und wann es sich lediglich um eine Verschattung oder einen Umwelteinfluss handelt. Wir werden auch darauf eingehen, wann die Analyse der Daten ausreicht und wann es sinnvoll ist, einen Fachmann für eine genaue Diagnose hinzuzuziehen.

Was bedeutet ein defektes Solarsystem in der Praxis?

Ein defektes Solarsystem fällt nicht unbedingt plötzlich oder sichtbar aus. Der Leistungsabfall kann elektrischer, mechanischer oder umweltbedingter Natur sein und sich jeweils unterschiedlich in den Produktionsdaten niederschlagen. Defekte an den Solarzellen können die Leistung einzelner Module, Strings oder sogar des gesamten Systems beeinträchtigen, und eine regelmäßige Datenüberwachung hilft, diese frühzeitig zu erkennen.

Eine der häufigsten Ursachen ist die natürliche Alterung oder Fehler der Solarmodule, wie z. B. physische Beschädigungen oder Herstellungsfehler, die dazu führen, dass eine einzelne Zelle oder ein einzelnes Modul weniger Energie produziert. Darüber hinaus können auch Fehler an Wechselrichtern und schlechte Verbindungen zu erheblichen Leistungsverlusten führen.

Entscheidend ist, dass ein defektes Solarsystem nicht nur einen vollständigen Ausfall bedeutet, sondern oft auch geringfügige, aber messbare Abweichungen von der erwarteten Produktionskurve. Durch die Analyse der Produktionsdaten können diese Abweichungen rechtzeitig erkannt werden, was für ein rechtzeitiges Eingreifen und die Minimierung von Schäden von entscheidender Bedeutung ist.

Welche Produktionsdaten stehen für die Untersuchung zur Verfügung?

Solarstromanlagen arbeiten heute in der Regel mit sogenannten Überwachungssystemen, die die Produktionsdaten kontinuierlich erfassen und speichern. Diese Daten zeigen im Wesentlichen in zeitlichen Abständen (fünf Minuten, Stunde, Tag, Monat usw.), wie viel Energie das System in einem bestimmten Zeitraum erzeugt hat. Dies ermöglicht einen langfristigen Vergleich der Erträge und die Untersuchung möglicher Abweichungen.

Die wichtigste Kennzahl ist die Energie (kWh), die angibt, wie viel ein bestimmtes Solarmodul oder ein bestimmter String pro Tag, Monat oder Jahr erzeugt hat. Darüber hinaus liefern viele Systeme auch Momentanleistungsdaten, Spannungs- und Stromwerte, aus denen sich die Art der Fehler genauer ableiten lässt. Moderne Wechselrichter, insbesondere Deye und andere intelligente Wechselrichter, können detaillierte Daten zu jedem einzelnen String oder Modulpanel liefern, was eine effizientere Fehlererkennung ermöglicht.

Die vom Wechselrichter gelieferten Daten sind besonders wichtig, da sie die tatsächlich umgewandelte und in das Netz eingespeiste Energie widerspiegeln. Bei der Bewertung der Produktivität einer Solaranlage reicht es daher nicht aus, nur den Tagesertrag zu betrachten. Detaillierte Daten helfen bei der Entscheidung, ob ein Leistungsabfall auf Verschattung, Verschmutzung oder einen echten technischen Fehler zurückzuführen ist. Es lohnt sich daher, die Leistungsberichte regelmäßig zu überprüfen, da anhand dieser Daten Probleme am effektivsten gefiltert werden können, bevor sie das System langfristig schädigen.

Die Rolle der Wechselrichterdaten bei der Fehlererkennung

Die Daten des Wechselrichters spielen eine Schlüsselrolle dabei, einen defekten Solarmodul oder sogar einen Defekt des Wechselrichters rechtzeitig zu erkennen. Der Wechselrichter misst nämlich nicht nur die umgewandelte Energie, sondern überwacht auch kontinuierlich die Spannungs-, Strom- und Leistungswerte, in der Regel aufgeschlüsselt nach Strings. Diese Daten liefern ein genaues Bild davon, wie sich einzelne Solarmodule oder Solarmodulgruppen unter gleichen Bedingungen verhalten.

Wenn ein String im Vergleich zu den anderen dauerhaft eine niedrigere Spannung oder Leistung aufweist, deutet dies häufig auf einen technischen Fehler, ein Planungsproblem oder möglicherweise eine nicht berücksichtigte Verschattung hin. Moderne Wechselrichter unterstützen die Diagnose mit integrierten Fehlercodes und Alarmen, sodass das Problem mit Hilfe des Überwachungssystems oft schon erkannt werden kann, bevor es zu einem spürbaren Produktionsausfall kommt. Dies ist besonders wichtig für einen langfristig zuverlässigen und sicheren Betrieb.

Wann sollte man aufgrund der Produktionskurve einen defekten Solarmodul vermuten?

Die Produktionskurve ist eines der wichtigsten visuellen Hilfsmittel, um zu beurteilen, ob ein defektes Solarmodul oder ein defektes Solarmodulsystem vorliegt. Die Produktionskurve eines ordnungsgemäß funktionierenden Solarsystems ist bei klarem Wetter typischerweise glockenförmig: morgens ein allmählicher Anstieg, mittags Spitzenleistung und dann ein gleichmäßiger Rückgang bei südlicher Ausrichtung. Wenn eine dauerhafte oder wiederholte Abweichung von diesem Muster festgestellt wird, besteht Grund zur Besorgnis.

Ein Hinweis auf ein Problem kann eine „Unterbrechung” der Produktionskurve sein, wenn bei sonnigem Wetter plötzliche Einbrüche auftreten und die Leistung anschließend nicht wieder auf das erwartete Niveau zurückkehrt. Diese Anomalien können häufig auf einen Defekt der Solarzellen oder sogar des Solarwechselrichters zurückzuführen sein.

Es ist wichtig zu betonen, dass einmalige Abweichungen an sich noch keinen technischen Fehler bedeuten. Der Verdacht wird begründet, wenn die Abweichung an mehreren aufeinanderfolgenden Tagen zur gleichen Tageszeit auftritt oder wenn im Vergleich zu Systemen mit identischer Ausrichtung eine Unterleistung festgestellt wird. Die regelmäßige Analyse der Produktionskurven ist daher für die Aufrechterhaltung eines langfristigen, stabilen Betriebs von entscheidender Bedeutung.

Analyse der Abweichungen zwischen den Strings

Eine der effektivsten Methoden zur Identifizierung defekter Solarmodule ist der Vergleich der Leistung der Strings. Ein Stringpaar mit identischer Ausrichtung, Neigungswinkel und Stückzahl sollte nahezu identische Produktionswerte aufweisen. Wenn einer der Strings dauerhaft einen geringeren Ertrag liefert, kann dies ein ernstzunehmendes Warnsignal für ein defektes Solarmodulsystem sein.

Auf der Grundlage der Überwachungsdaten ist eine Abweichung von 3–5 % in der Regel noch akzeptabel, wenn diese Abweichung jedoch dauerhaft 8–10 % übersteigt, liegt höchstwahrscheinlich ein technischer Fehler vor. Dies kann beispielsweise ein beschädigtes Panel oder Verschmutzungen sein. Es ist wichtig, dass der Vergleich immer denselben Zeitraum und ähnliche Wetterbedingungen umfasst, da die Schlussfolgerungen sonst irreführend sein können.

Die Analyse pro String ist besonders bei kleineren Anlagen nützlich, bei denen bereits ein einziger defekter Zelle zu einem erheblichen Leistungsabfall des gesamten Systems führen kann.

Vergleich der täglichen, monatlichen und jährlichen Erträge

Eine der sichersten Methoden zur Erkennung defekter Solarmodule ist der Vergleich der Ertragsdaten über verschiedene Zeiträume. Die täglichen Produktionsdaten geben einen schnellen Überblick über den aktuellen Betrieb, können jedoch aufgrund des starken Einflusses der Wetterbedingungen für sich genommen irreführend sein. Daher ist es besonders wichtig, die monatlichen und jährlichen Erträge zu untersuchen, da sich hier dauerhafte Leistungsänderungen deutlich abzeichnen.

Wenn ein Solarsystem auf Monatsbasis einen immer größeren Rückstand gegenüber dem gleichen Zeitraum des Vorjahres aufweist, ohne dass dies durch Wetterdaten gerechtfertigt ist, besteht Grund zur Annahme, dass ein technisches Problem vorliegt. Die Analyse der Jahresdaten hilft dabei, langsame Prozesse wie PID-Solarzellenfehler oder die allmähliche Alterung einzelner Module herauszufiltern. Die gemeinsame Untersuchung von Daten mit unterschiedlichen Zeitskalen liefert somit ein umfassendes Bild des tatsächlichen Zustands der Anlage und verhindert, dass ein versteckter Fehler über einen längeren Zeitraum unbemerkt bleibt.

Verschattung oder technischer Fehler? – Die Unterschiede erkennen

Bei der Analyse der Produktionsdaten stellt sich häufig die Frage, ob der Leistungsabfall durch Verschattung oder einen tatsächlichen technischen Fehler verursacht wird. Die Unterscheidung zwischen beiden ist von entscheidender Bedeutung, da Verschattung in der Regel periodisch auftritt und ein vorhersehbares Muster aufweist, während bei einem defekten Solarmodul der Produktionsrückgang dauerhaft besteht.

Verschattung tritt in der Regel zu bestimmten Tageszeiten auf: Beispielsweise sinkt die Leistung morgens oder am späten Nachmittag, dann kehrt die Kurve wieder auf das übliche Niveau zurück. Im Gegensatz dazu bleibt die Produktionskurve bei einem technischen Defekt den ganzen Tag über niedriger, oder es treten auch bei Sonnenschein unbegründete Schwankungen auf.

Wenn der Leistungsabfall unter gleichen Wetterbedingungen bestehen bleibt oder sich über mehrere Tage wiederholt, liegt höchstwahrscheinlich kein Verschattungseffekt, sondern ein technisches Problem vor.

Fehlerbehebung beim Solarwechselrichter mit Überwachungssoftware

Einer der größten Vorteile moderner Solaranlagen ist, dass sie mit Hilfe fortschrittlicher Überwachungssoftware kontinuierlich überwacht werden können. Diese Systeme sammeln und analysieren die Daten mithilfe des Wechselrichters in Echtzeit, sodass Fehler des Solarwechselrichters oft schon in einem frühen Stadium erkannt werden können, noch bevor sie zu erheblichen Produktionsausfällen führen. Auf den Überwachungsoberflächen lassen sich die Leistungsentwicklung, die Spannungs- und Stromwerte sowie die Abweichungen zwischen den einzelnen Strings gut verfolgen.

Moderne Wechselrichter und Überwachungssysteme senden automatische Fehlermeldungen und Alarme, wenn die gemessenen Daten vom optimalen Betriebsbereich abweichen. Solche Abweichungen können beispielsweise unbegründete Spannungsabfälle, Überhitzung oder häufige Neustarts des Wechselrichters sein. Diese Anzeichen können nicht nur auf einen Wechselrichterfehler hinweisen, sondern auch auf einen zugrunde liegenden Solarpanel-Fehler oder ein fehlerhaftes Solarpanelsystem.

Wann ist für eine genaue Diagnose die Hinzuziehung eines Fachmanns erforderlich?

Obwohl die Analyse der Produktionsdaten in vielen Fällen ausreicht, um einen defekten Solarmodul oder ein defektes Solarmodulsystem zu erkennen, gibt es Situationen, in denen die Hinzuziehung eines Fachmanns unbedingt erforderlich ist. Wenn der Produktionsrückgang dauerhaft ist, über mehrere Messzeiträume hinweg besteht und anhand der Daten nicht eindeutig festgestellt werden kann, ob ein Defekt der Solarzellen, ein PID-Fehler oder ein Defekt des Solarwechselrichters vorliegt, ist es nicht mehr sinnvoll, sich ausschließlich auf die Überwachungsdaten zu verlassen.

Ein Fachmann kann mit instrumentellen Messungen – beispielsweise Isolationswiderstands-, Wärmebild- oder IV-Kurvenuntersuchungen – die Ursache des Problems genau bestimmen. Dies ist besonders wichtig, wenn es um die langfristige Sicherheit des Systems, Garantiefragen oder leistungsstärkere Systeme geht. Ein Aufschieben der Maßnahmen kann in solchen Fällen zu einem weiteren Leistungsabfall und sogar zu dauerhaften Schäden führen.

Insgesamt lässt sich sagen, dass die Analyse der Daten ein hervorragender erster Schritt ist, aber ab einem bestimmten Punkt ist für eine genaue Diagnose ein fachmännischer Eingriff unerlässlich.