Der entscheidende Unterschied zur Gebäudethermografie
Wer von Wärmebildtechnik im Winter gehört hat — Stichwort Gebäudethermografie — schließt oft fälschlich, dass Photovoltaik-Inspektionen ebenfalls in den kalten Monaten erfolgen müssten. Das Gegenteil ist der Fall. Bei der Gebäudethermografie misst die Kamera die Wärme, die ein beheizter Innenraum durch die Außenwand nach draußen verliert — sie braucht also kalte Außenluft.
Bei der PV-Thermografie misst die Kamera dagegen die Wärme, die einzelne defekte Solarzellen unter elektrischer Belastung erzeugen, weil sie nicht mehr Strom liefern, sondern in Verlustwärme umwandeln. Eine PV-Anlage muss also unter Last stehen, und die Last entsteht nur, wenn die Sonne ausreichend stark scheint. Damit ist die PV-Thermografie eine Sommerdienstleistung, exakt umgekehrt zur Gebäudethermografie.
Die physikalischen Voraussetzungen
Mindesteinstrahlung 600 W/m²
Die globale Solareinstrahlung wird in Watt pro Quadratmeter angegeben. An einem klaren Sommertag um 13 Uhr werden in Niederbayern Werte um 900–1.000 W/m² erreicht. Im Winter liegen typische Mittagswerte bei klarem Wetter bei 200–400 W/m², bei bewölktem Himmel sogar nur 50–150 W/m².
Für eine aussagekräftige Wärmebildaufnahme braucht die Anlage mindestens 600 W/m² stabile Einstrahlung — besser 800 W/m² aufwärts. Erst dann fließt durch die Module ein Strom, der defekte Zellen messbar erwärmt. Bei niedriger Einstrahlung werden auch klare Defekte „kühl" und im Bild unsichtbar.
In der Praxis bedeutet das: Geeignete Aufnahmetage gibt es in Niederbayern zwischen Mitte März und Ende September. Im März und April nur an wenigen klaren Tagen mittags, im Hochsommer fast täglich zwischen 11 und 16 Uhr.
Klarer Himmel ohne Wolken
Schon einzelne durchziehende Wolken verändern die Einstrahlung pro Sekunde um Hunderte W/m². Die Modultemperatur folgt diesen Schwankungen mit thermischer Verzögerung — das Wärmebild wird inhomogen und kaum auswertbar. Optimal ist ein vollständig klarer Himmel über mindestens 30 Minuten vor der Aufnahme, damit die Anlage thermisch eingeschwungen ist.
Anlage unter Last
Eine PV-Anlage, die vom Wechselrichter abgeschaltet wurde — etwa wegen einer Wartung — produziert keine Hotspots, weil kein Strom fließt. Der Anlagenbetreiber muss vor der Inspektion sicherstellen, dass alle Wechselrichter normal in Betrieb sind und die Anlage tatsächlich produziert.
Wind und Modultemperatur
Starker Wind kühlt die Modulrückseite und kann lokale Hotspots überlagern. Bei Windgeschwindigkeiten bis 15 km/h ist die Aufnahme problemlos möglich, ab 25 km/h sinkt die Aussagekraft, ab 35 km/h wird die Drohne aus Flugsicherheitsgründen nicht gestartet. Außerdem darf die Modultemperatur 65–70 °C nicht dauerhaft überschreiten — sonst werden auch nicht-defekte Zellen heiß und das Wärmebild verliert Kontrast.
Was die Wärmebildkamera bei PV-Anlagen sichtbar macht
| Defektart | Erscheinungsbild im Wärmebild | Ursache |
|---|---|---|
| Hotspot einer Einzelzelle | Punktförmig 10–25 K wärmer | Mikroriss, Zelldefekt, Verschmutzung |
| String-Defekt | Ganzer Modulstrang wärmer | Bypassdiode aktiv, Stringunterbrechung |
| Modul-Bypass | Ein Drittel des Moduls wärmer | Defekte Bypassdiode |
| Patch / PID-Effekt | Großflächig erhöhte Temperatur | Potential-Induced Degradation |
| Zellenmuster | Schachbrettartig wärmere Zellen | Cell-Mismatch, Lötstellenfehler |
| Schmutz / Vogelkot | Lokale Erwärmung mit Schatten | Optische Verschattung führt zu Stromreduktion |
Die wichtigste Defektkategorie ist der Hotspot: Eine einzelne Zelle, die durch Mikrorisse oder Verschmutzung weniger Strom liefert als ihre Nachbarzellen, wird vom Strom der gesunden Zellen in Sperrrichtung durchflossen und erwärmt sich. Bleibt das unentdeckt, kann der Modulrahmen schmelzen und im schlimmsten Fall ein Dachbrand entstehen. Die Versicherer großer Gewerbeanlagen verlangen deshalb zunehmend eine jährliche thermografische Inspektion als Bedingung für den Versicherungsschutz.
Mehr Details zu unseren Inspektionsleistungen finden Sie auf der Thermografie-Leistungsseite.
Die richtige Auflösung für PV-Thermografie
Photovoltaikmodule haben eine sehr feine Defektstruktur — eine Einzelzelle misst typisch 156 × 156 mm. Damit ein Hotspot zuverlässig erkannt wird, muss die Wärmebildkamera mindestens 3–5 Pixel pro Zelle auflösen.
Aus einer Flughöhe von 15 Meter mit einer Kamera mit 640 × 512 IR-Pixel ergibt sich eine Bodenauflösung von ca. 1,5–2 cm pro Pixel. Damit hat eine 156 mm breite Zelle 7–10 Pixel — ausreichend für eindeutige Hotspot-Erkennung. Niedriger auflösende Kameras (320 × 256) erfordern entsprechend niedrigere Flughöhen oder zusätzliche Bildreihen.
Ablauf einer professionellen PV-Inspektion
1. Voranalyse und Datenanforderung
Vor dem Vor-Ort-Termin holen wir vom Betreiber die Anlagenpläne ein: Stringbelegung, Wechselrichterzuordnung, Modultyp, Inbetriebnahmedatum. Diese Information ist später nötig, um Defekte korrekt einzelnen Modulen zuzuordnen.
2. Wettergesteuerte Terminierung
Wir legen einen Zielzeitraum von etwa 2 Wochen fest und schlagen dann kurzfristig (1–2 Tage Vorlauf) den optimalen Tag vor — basierend auf Einstrahlungsprognose, Bewölkung und Windvorhersage. Anlagenbetreiber müssen am Termin nicht zwingend anwesend sein, sollten aber sicherstellen, dass alle Wechselrichter laufen.
3. Drohnenflug
Aus 15–25 Meter Höhe wird die Anlage in mäanderförmigen Bahnen abgeflogen. Bei Aufdachanlagen typisch 20–40 Minuten reine Flugzeit, bei Freiflächenanlagen pro Hektar etwa 5–8 Minuten. Pro Modul werden in der Regel ein Wärmebild und ein RGB-Bild gespeichert.
4. Auswertung mit Module-Mapping
Im Büro werden die einzelnen Bilder zu einem Gesamt-Modulbild der Anlage zusammengesetzt. Jeder erkannte Defekt erhält eine eindeutige Modul-ID (z. B. „Reihe 4, Modul 17") und wird in einem strukturierten Bericht dokumentiert. Die Schadensliste enthält pro Modul: Defekttyp, Schweregrad, Empfehlung (sofortiger Austausch, Beobachtung, Reinigung).
5. Folgeinspektion oder Reparatur
Bei kritischen Defekten (Hotspots > 25 K, defekte Bypassdioden mit Brandgefahr) empfehlen wir umgehenden Modultausch. Bei Verschmutzung reicht oft eine Reinigung. Nach durchgeführten Maßnahmen kann eine Folgeinspektion den Erfolg dokumentieren.
Wirtschaftlichkeit: Was bringt die Inspektion?
Eine durchschnittliche 50-kWp-Aufdachanlage erzeugt in Niederbayern jährlich etwa 50.000 kWh, deren Wert sich aus Einspeisetarifen und Eigenverbrauchsersparnis ergibt. Ein einziger nicht erkannter Defekt — etwa eine ausgefallene Bypassdiode, die einen ganzen Modulstrang lahmlegt — kann den Jahresertrag um 5–8 % reduzieren. Diese Verluste fallen oft erst nach mehreren Jahren auf.
Eine Inspektion amortisiert sich daher meist bereits durch das frühe Erkennen eines einzigen relevanten Defekts. Hinzu kommt der Versicherungsaspekt: Anlagenbetreiber, die ihre Anlage regelmäßig dokumentiert prüfen lassen, profitieren bei manchen Versicherern von Prämienrabatten oder vermeiden Ausschlüsse aufgrund mangelnder Wartungsdokumentation.
Saisonkalender für PV-Thermografie in Niederbayern
| Monat | Eignung | Bemerkung |
|---|---|---|
| Januar | nicht geeignet | Einstrahlung zu gering |
| Februar | nicht geeignet | Einstrahlung zu gering |
| März | bedingt | Einzelne klare Tage ab Mittag |
| April | gut | Hauptbuchungssaison vor Sommer |
| Mai | sehr gut | Stabile Wetterlagen |
| Juni | sehr gut | Höchste Einstrahlung |
| Juli | sehr gut | Aber Vorsicht: Modultemperatur > 65 °C möglich |
| August | sehr gut | Saisonhöhepunkt |
| September | gut | Stabile Hochdrucklagen |
| Oktober | bedingt | Sonnenstand bereits zu flach für Aufdachanlagen mit geringer Neigung |
| November | nicht geeignet | Einstrahlung zu gering |
| Dezember | nicht geeignet | Einstrahlung zu gering |
Fazit: Saisonplanung ist Pflicht
Anders als bei Gebäudethermografie oder Dachinspektion ist die PV-Thermografie eine Dienstleistung mit hartem Saisonfenster. Wer im Frühjahr inspizieren lassen möchte, sollte den Kontakt im Februar oder März aufnehmen — die guten Tage sind in unseren Kalendern oft schon Wochen vorab vergeben.
Wir empfehlen Anlagenbetreibern, eine jährliche oder zweijährliche Routineinspektion fest in den Wartungskalender aufzunehmen, idealerweise im April oder September. So wird die Anlage in der laufenden Saison überprüft, ohne dass die Inspektion mit Wartungsterminen kollidiert. Sprechen Sie uns an — wir koordinieren den Termin nach Wetterlage und liefern den Bericht innerhalb von 5 Werktagen nach dem Flug.