Fehlersuche und Fehlerbehebung

Photovoltaikanlagen sind für eine Betriebsdauer von mindestens 20 Jahren geplant. Im Laufe der Betriebszeit kann es auch zu Störungen, Fehlfunktionen, Leistungseinbußen oder Minderertrag kommen.

Häufig wird eine Störung der Photovoltaikanlage erst mit der Jahresabrechnung des Netzbetreibers bemerkt. Liegt eine Leistungsminderung der Photovoltaikanlage vor, kann es zu Nachzahlungen an den Netzbetreiber kommen. Die ausgezahlten Abschläge stimmen nicht mehr mit dem erwarteten Energieertrag der Photovoltaikanlage überein.

Um die Wirtschaftlichkeit und den optimalen Ertrag der Photovoltaikanlage nicht zu beeinträchtigen ist eine rasche Ursachenforschung empfehlenswert.

Als Servicedienstleister für Photovoltaikanlagen biete ich schnelle Hilfe bei der Fehlersuche und der Fehlerbehebung an. Pragmatisch, lösungsorientiert, individuell auf Ihre Photovoltaikanlage bezogen.

Fehlerursachen bei Photovoltaikanlagen: Schnellcheck

Meist ist die Fehlerursache und deren Behebung oft einfacher als man denkt. Eine einfache Überprüfung ohne eine Gefährdung kann von Ihnen selbst vorab durchgeführt werden:

• Hat eine Sicherung ausgelöst? Sicherungen können sich im Zählerschrank und/ oder am Wechselrichter befinden.
• Hat ein RCD-Schalter (vormals FI-Schutzschalter) ausgelöst? Der RCD-Schalter (FI-Schutzschalter) kann sich im/am Zählerschrank oder beim Wechselrichter befinden. Anmerkung: Eine einmalige Sicherungsauslösung kann vorkommen. Häuft sich eine Sicherungsauslösung oder löst die Sicherung gleich wieder nach Zuschaltung aus? Dann muss die Anlage dringend überprüft werden. Gleiches gilt für den RCD-Schalter (FI-Schutzschalter).
• Ist der Wechselrichter noch in Betrieb? Wechselrichter haben meist eine Statusleuchte. Bitte beachten: Wechselrichter gehen erst in Betrieb, wenn genügend Licht auf die PV-Module fällt. Schnee zum Beispiel verhindert den Lichteinfall. Auch bei Stromausfall im vorgelagerten Versorgungsnetz schaltet sich der Wechselrichter aus Sicherheitsgründen vom Netz.
• Zeigt der Wechselrichter eine Störung oder einen Fehlercode an?
• Ist an einem PV-Modul ein sichtbarer Glasschaden zu erkennen? Photovoltaikmodule sind mit einem Sicherheitsglas abgedeckt, ähnlich der Windschutzscheibe eines Autos. Ein gerissenes Frontglas eines PV-Moduls ist meist vom Boden aus zu erkennen.

• Ist an den PV-Modulen merkliche Verschmutzung zu erkennen? Verschmutzungen wirken leistungsmindernd.
• Ist an den PV-Modulen eine Verschattung zu erkennen? Eine Verschattung wirkt leistungsmindernd. Handelt es sich um eine punktuelle Verschattung kann das Photovoltaikmodul geschädigt werden.

Andere Fehlerbilder lassen sich nicht leicht erkennen, können aber mit Messtechnik lokalisiert werden.

Fehlerursachen bei Photovoltaikanlagen: Isolationsfehler

Ein Marderbiss kann zu einem Isolationsfehler führen, worauf der Schutzmechanismus im Wechselrichter ansprechen sollte. Der Isolationsfehler kann durch Messungen lokalisiert werden.

Isolationsfehler durch beschädigtes oder fehlerhaftes Photovoltaikmodul

Geschädigte Photovoltaikmodule können ebenfalls zu Isolationsfehlern führen. Ursache ist meist ein beschädigter Rahmen, eine beschädigte Randdichtung oder eine Schädigung an der Rückwandfolie des PV-Moduls. Bei einer Schädigung der Rückwandfolie genügt unter Umständen schon der Wasserdunst des Morgentaus um zu Durchschlägen der Isolation zu führen. In Folge wird der Schutzmechanismus im Wechselrichter die Zuschaltung des betroffenen Modulstranges verhindern. Durch den ausgefallenen Modulstrang entsteht eine Ertragsminderung. Abgesehen von der Ertragsminderung besteht durch den Isolationsfehler eine Gefährdung durch anliegende Spannung, da die Photovoltaikmodule trotzdem in Betrieb und nicht abschaltbar sind (außer bei Ausstattung mit bestimmten Konzepten von Leistungsoptimierern). Der Schutzmechanismus des Wechselrichters verhindert zwar den Stromfluss; wird der Stromfluss jedoch anderweitig herbeigeführt, z.B. durch Windbewegung oder Berührung, kann eine Personengefährdung oder Brandgefährdung entstehen. Isolationsfehler sollten so schnell wie möglich beseitigt werden.

Fehlerursachen bei Photovoltaikanlagen: Leitungsunterbrechung

Liefert ein gesamter Modulstrang keine Leistung mehr und wird auch keine Spannung angezeigt, muss eine Unterbrechung im Strang vorliegen. Das kann eine Leitungsunterbrechung sein (zum Beispiel durch einen defekten Verbindungsstecker eines PV-Moduls) oder eine Unterbrechung in einem Photovoltaikmodul. Die Unterbrechung kann messtechnisch lokalisiert werden.

Fehlerursachen bei Photovoltaikanlagen: Leistungsminderung

Geht es um eine reine aufgefallene Leistungsminderung so kann zuerst auch wieder die Photovoltaikanlage auf offensichtliche Beeinträchtigungen geprüft werden:

Sind Verschattungen auf den Photovoltaikmodulen zu erkennen die bei Inbetriebnahme noch nicht da waren?

Sind merkliche Verschmutzungen der Photovoltaikmodule zu erkennen? Insbesondere PV-Anlagen auf Ställen sind oft durch Verschmutzungen betroffen.

Sind keine offensichtlichen Beeinträchtigungen zu erkennen, kann die Ursache der Leistungsminderung auch technische Gründe haben.

Zellrisse, Degradation und defekte Bypassdioden in einem Photovoltaikmodul zählen zu den am häufigsten vorkommenden Ursachen für eine technisch bedingte Leistungsminderung.

Zellrisse in einem Photovoltaikmodul können bereits in der Fertigung entstehen, in der Lieferkette oder bei Montage verursacht werden. Zellrisse können auch durch Hagel oder thermische Verspannung entstehen. Frische Zellrisse sind nur mittels spezieller Messtechnik nachweisbar. Ältere Zellrisse sind bereits mit bloßem Auge zu erkennen. Zellrisse müssen nicht unbedingt zu einer Leistungsminderung führen, sollten aber beobachtet werden. Von Zellrissen betroffene Photovoltaikmodule sollten messtechnisch z.B. mittels Kennlinienmessung auf Leistungsminderung untersucht werden. Mittels Kennlinienmessung wird ein Soll-/ Istvergleich der elektrischen Kenngrößen des Photovoltaikmoduls erstellt. Dadurch können Aussagen über die Leistungsfähigkeit des Photovoltaikmoduls oder eines ganzen Stranges getroffen werden.

Der Begriff Degradation meint den natürlichen Alterungsprozesses eines Photovoltaikmoduls, sobald es der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist. Durch physikalische Vorgänge nimmt die Leistung der Solarzellen ab. Modulhersteller decken die Degradation in ihrer Leistungsgarantie ab. Ist die Degradation höher als die vom Modulhersteller garantierte Leistung kann ein Garantieanspruch entstehen. Die Leistungsfähigkeit eines Photovoltaikmoduls kann mittels Kennlinienmessung bestimmt werden.

Die aufgeführten Fehlerbilder sind mit einer der Gründe, weshalb die vorgeschriebenen und empfohlenen Inspektions- und Wartungszyklen durchgeführt werden sollten. Dadurch lassen sich Fehlerbilder frühzeitig erkennen. Im Schadensfall kann die durchgeführte Inspektion und Wartung dem Versicherer gegenüber nachgewiesen werden.

In diesem Zusammenhang möchte ich auch auf die zweckmäßige Einbindung der Photovoltaikanlage in ein Monitoringsystem / Anlagenüberwachungssystem / Datenlogger hinweisen. Hierbei erhält der Anwender zu jeder Zeit eine Statusübersicht seiner Photovoltaikanlage. Leistungsübersicht und Fehlermeldungen können bequem per App oder email übermittelt werden. Die Einbindung kann in der Regel auch nachträglich erfolgen. Sprechen Sie mich an.

Kosten für Fehlersuche und Fehlerbehebung, Inspektions- und Wartungskosten oder Einbindung in ein Monitoringsystem / Anlagenüberwachungssystem sind Betriebskosten und somit steuerlich absetzbar.