Hotspot Solarmodul: Ursachen, Erkennung & Behebung
Hotspots gehören zu den häufigsten und gefährlichsten Defekten in Photovoltaikanlagen. Sie entstehen wenn einzelne Zellen oder Zellgruppen stark überhitzen – und können im schlimmsten Fall Brände verursachen. Dieser Artikel erklärt was Hotspots sind, wie sie entstehen, wann sie kritisch werden und wie die Thermografie-Inspektion sie zuverlässig sichtbar macht.
Was ist ein Hotspot?
Ein Hotspot ist eine lokale Überhitzung innerhalb eines Solarmoduls, bei der einzelne Zellen oder Zellgruppen deutlich höhere Temperaturen erreichen als der Rest des Moduls. Die Temperaturdifferenz kann je nach Ursache zwischen wenigen Grad und über 100 Kelvin betragen. Im Infrarotbild erscheint ein Hotspot als hell leuchtende Stelle auf dem ansonsten gleichmäßig temperierten Modul.
Hotspots entstehen immer dann, wenn eine Zelle nicht mehr die gleiche Menge Strom erzeugen oder weiterleiten kann wie die anderen Zellen im selben String. Da der Strom im String konstant bleibt, wird die schwächere Zelle statt zum Erzeuger zum Verbraucher – sie nimmt elektrische Energie auf und wandelt diese in Wärme um. Dieser Mechanismus wird als Reverse-Bias-Betrieb bezeichnet.
Ursachen von Hotspots
Die häufigsten Ursachen lassen sich in drei Kategorien einteilen:
Mechanische Schäden: Mikrorisse durch Transport, Montage oder Hagelschlag führen zu erhöhtem Innenwiderstand in der betroffenen Zelle. Mikrorisse sind mit bloßem Auge nicht erkennbar – im Infrarotbild zeigen sie sich als charakteristisches Wärmemuster. Besonders nach Hagelschlag sind Mikrorisse häufig und weitflächig verteilt.
Verschmutzung: Vogelkot, Laub oder Staub auf einem Teil des Moduls erzeugen Teilverschattung. Die verschatteten Zellen werden im Betrieb vom Rest des Strings in den Reverse-Bias-Betrieb gezwungen. Vogelkot-Hotspots sind oft intensiv und konzentriert – ΔT von 30–60 K sind keine Seltenheit.
Fertigungsfehler und Degradation: Zellmismatch durch unterschiedliche elektrische Kennlinien innerhalb eines Moduls, defekte Lötverbindungen an Busbars sowie fortschreitende PID-Degradation führen alle zu Hotspots. Diese Ursachen entstehen langsam über Jahre und werden oft erst bei einer systematischen Thermografie-Inspektion entdeckt.
Temperaturen und Schweregrade
Die IEC TS 62446-3 klassifiziert Hotspots nach der Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen der betroffenen Zelle und der Referenztemperatur (benachbarte intakte Zellen oder Modulrückseite):
| Schweregrad | ΔT | Handlung |
|---|---|---|
| Gering | < 10 K | Beobachten, nächste Inspektion |
| Mittel | 10–40 K | Bald beheben, Ursache prüfen |
| Kritisch | > 40 K | Sofortige Abschaltung empfohlen |
Die Klassifikation ist ein Richtwert – ob ein Hotspot sofort gehandelt werden muss, hängt auch von der Ursache, der Anlagenumgebung und der Modulbauart ab. Ein erfahrener Thermograf bewertet jeden Befund im Gesamtkontext.
Brandgefahr durch Hotspots
Hotspots sind die häufigste identifizierte Ursache bei PV-Bränden in Deutschland. Besonders gefährlich sind zwei Szenarien: überhitzte Anschlusskästen, deren Dichtungen und Kabelisolierungen bei dauerhaften Hotspots über 80°C thermisch zerstört werden, sowie Hotspots durch defekte Bypass-Dioden, bei denen Temperaturen von 100–150°C in der Modulmitte entstehen können.
Die Gefahr steigt mit der Anlagengröße und dem Anlagenalter. Anlagen, die seit 10 oder mehr Jahren in Betrieb sind und noch nie thermografisch inspiziert wurden, haben statistisch eine deutlich höhere Wahrscheinlichkeit kritischer Hotspot-Befunde. VdS-Richtlinie 2858 empfiehlt explizit die thermografische Inspektion als Brandschutzmaßnahme.
Wie werden Hotspots erkannt?
Es gibt grundsätzlich drei Methoden zur Hotspot-Erkennung, die sich in Aufwand, Genauigkeit und Flächendeckung erheblich unterscheiden:
Monitoring-Auswertung: Ertragseinbrüche auf String-Ebene können auf Hotspots hinweisen – aber die Methode ist blind für einzelne Module. Ein 100-kWp-String mit 5 % Ertragsverlust durch einen Hotspot ist im Monitoring kaum zu identifizieren, weil das Signal zu klein ist.
Sichtprüfung: Verfärbungen, Glasblasen oder verbrannte Stellen sind sichtbare Zeichen fortgeschrittener Hotspots. Diese Befunde zeigen aber nur bereits eingetretene Schäden – die Thermografie erkennt Hotspots viel früher.
Thermografie-Inspektion: Die einzige Methode die jeden Hotspot jeder Größe auf Modulebene zuverlässig sichtbar macht. Drohnen-Thermografie erlaubt dabei die flächendeckende Prüfung jedes Moduls innerhalb kurzer Zeit.
Thermografie als Erkennungsmethode
Die Infrarot-Thermografie nutzt die Wärmestrahlung eines Hotspots um ihn im Bild sichtbar zu machen. Eine kalibrierte IR-Kamera mit ausreichender Auflösung (mind. 640×512 Pixel für professionelle Inspektionen) erfasst die Temperaturverteilung der gesamten Modulfläche in Echtzeit.
Für eine normkonforme Inspektion nach IEC TS 62446-3 sind definierte Messbedingungen einzuhalten: mindestens 600 W/m² Einstrahlung, Windstille unter 4 m/s und die Anlage muss mit mindestens 20 % Nennleistung in Betrieb sein. Nur unter diesen Bedingungen sind die Thermogramme reproduzierbar und für Versicherungen sowie Gutachten verwertbar.
Bei der Drohnen-Thermografie wird jedes Modul der Anlage systematisch beflogen – lückenlos und georeferenziert. Der Bericht klassifiziert alle gefundenen Hotspots nach ΔT und Handlungspriorität und gibt an welches Modul an welcher Position in der Anlage betroffen ist.
Behebung und Prävention
Die Behebung hängt von der Ursache ab. Bei Verschmutzung reicht eine gezielte Reinigung des betroffenen Moduls. Bei Mikrorissen oder intern defekten Zellen muss das Modul getauscht werden. Bei Bypass-Dioden-Defekten kann je nach Modultyp nur die Diode getauscht werden oder es ist ein Modultausch notwendig.
Zur Prävention empfiehlt sich die regelmäßige thermografische Inspektion im Zweijahresrhythmus nach VdS-Empfehlung. Wer nach einem Hagelschlag oder auffälligem Ertragsrückgang nicht wartet, kann Schäden erkennen und beheben bevor sie sich verschlimmern. Eine Abnahmeinspektion direkt nach der Installation dokumentiert den Ausgangszustand und ist die Referenz für alle späteren Inspektionen.
Was kostet eine Hotspot-Diagnose?
Die Kosten hängen von Anlagengröße und gewähltem Paket ab. Das Basis-Paket umfasst die vollständige Drohnen-Thermografie mit normkonformem Bericht – Hotspots werden auf Modulebene georeferenziert klassifiziert. Das Komplett-Paket ergänzt die Handthermografie der BOS-Komponenten, die für Hotspot-Befunde an Anschlusskästen und Wechselrichtern notwendig ist. Konkrete Preise gibt es im Preisrechner auf der Startseite.
Häufige Fragen
Wie gefährlich sind Hotspots?
Das hängt vom Schweregrad ab. Hotspots unter 10 K ΔT sind beobachtungswürdig. Über 40 K ΔT ist sofortiger Handlungsbedarf gegeben – bei solchen Temperaturen besteht Brandgefahr. Hotspots an Anschlusskästen sind unabhängig von der Temperaturdifferenz als kritisch einzustufen.
Kann ich Hotspots selbst erkennen?
Mit einer Consumer-IR-Kamera lassen sich starke Hotspots gelegentlich erkennen – aber die Auflösung ist zu gering für kleinere Befunde und die Ergebnisse sind nicht normkonform. Für eine vollständige, verwertbare Diagnose ist eine professionelle Inspektion nach IEC TS 62446-3 notwendig.
Wie oft sollte ich auf Hotspots prüfen lassen?
Nach VdS-Empfehlung alle zwei Jahre, nach Hagelschlag oder Sturm zusätzlich außerplanmäßig. Für neue Anlagen empfiehlt sich eine Abnahmeinspektion direkt nach der Installation.
Werden Hotspot-Schäden von der Versicherung gedeckt?
Das hängt vom Versicherungsvertrag ab. Viele Policen decken Schäden durch Überhitzung – aber nur wenn sie normkonform dokumentiert sind. Ein IEC-konformer Thermografie-Bericht ist die Grundlage für eine erfolgreiche Regulierung.
Betroffen? Wir helfen weiter.
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