Hot-Spots

• Was sind Hot-Spots bei Solarmodulen? Hot-Spots sind lokale Überhitzungen in Solarmodulen, die durch defekte Zellen oder dauerhafte Verschattung entstehen. Diese Hitzeentwicklung mindert nicht nur die Photovoltaik-Leistung, sondern kann im schlimmsten Fall zu irreversiblen Schäden an den Modulen oder sogar zu Bränden der gesamten Anlage führen.
• Wie entstehen gefährliche Hot-Spots? Ein Hot-Spot entsteht, wenn verschattete Solarzellen als elektrischer Widerstand wirken, statt Strom zu produzieren. Die fließende Energie der restlichen Solarmodule wird in Wärme umgewandelt, was die betroffene Photovoltaik-Zelle thermisch extrem belastet und die schützende Laminatfolie der Module dauerhaft verschmoren lassen kann.
• Welche Rolle spielen Bypass-Dioden? Bypass-Dioden minimieren das Hot-Spot-Risiko, indem sie den Stromfluss an verschatteten Bereichen der Solarmodule vorbeileiten. Diese Schutzfunktion ist essenziell für die Photovoltaik-Sicherheit, da sie die thermische Last reduziert und sicherstellt, dass teilverschattete Paneele weiterhin sicher und effizient elektrische Energie ohne Überhitzung generieren.
• Wie erkennt man Hot-Spots? Optisch sind Hot-Spots oft durch bräunliche Verfärbungen oder Brandspuren auf den Solarmodulen erkennbar. Professionelle SEO-Analysen und Thermografie-Aufnahmen machen diese Temperaturunterschiede in der Photovoltaik-Anlage präzise sichtbar, bevor größere Leistungseinbußen oder gefährliche Defekte an der Hardware der installierten Solarmodule auftreten können.
• Wie vermeidet man Hot-Spot-Schäden? Regelmäßige Reinigung und die Vermeidung von Verschattungen schützen Solarmodule effektiv vor der Entstehung kritischer Hot-Spots. Hochwertige Photovoltaik-Komponenten mit moderner Zelltechnologie und korrekt dimensionierten Bypass-Dioden bieten zudem einen konstruktiven Schutz, um die langfristige Betriebssicherheit und den Ertrag der Anlage dauerhaft zu gewährleisten.

Von einem sogenannten Hot-Spot spricht man, wenn innerhalb von Solarmodulen einzelne Solarzellen aufgrund von Teilverschattungen keinen Strom mehr liefern, aber durch den Strom der anderen in Reihe geschalteten Zellen stark erhitzen. Dieser Effekt kann innerhalb einer Solarzelle auftreten oder ein komplettes Solarmodul tangieren. Ein Hot-Spot kann im schlimmsten Fall zur Zerstörung des Moduls führen, hat aber auf jeden Fall eine Ertragsminderung zur Folge.

Die Entstehung eine Hot-Spots lässt sich relativ schnell erklären und hat immer eine Teilverschattung eines Photovoltaik-Moduls zur Ursache. Kommt es nämlich zur Verschattung einzelner Bereiche eines Solarmoduls, zum Beispiel durch Verschmutzung, produziert die betroffene Solarzelle keinen Strom mehr und ihr Innenwiderstand steigt. Da aber andere Zellen in Reihe verschaltet sind und diese weiterhin Solarstrom produzieren, wird der auch durch die verschattete Zelle gezwungen.

Durch den hohen Innenwiderstand und den durchfließenden Strom entsteht eine Verlustleistung, die die Erhitzung des Photovoltaik-Moduls zur Folge hat. Ist ein komplettes Solarmodul verschattet, kann sich auch das ganze Modul aufheizen.

Da es auch bei korrekt installierten Photovoltaikanlagen durch unterschiedliche Einflüsse zu Teilverschattungen kommen kann und diese nie ganz auszuschließen sind, haben moderne Photovoltaik-Module eine Bypass-Schaltung integriert. Diese besteht aus Bypass-Dioden, auch Freilauf- oder Schutzdioden genannte, die den Strom der in Reihe geschalteten Solarzellen um die betroffene Zelle herum leiten.

Produziert eine Zelle keine eigene Spannung mehr, wird die parallel geschaltete Diode leitend und schließt die Zelle im Prinzip kurz. Der Innenwiderstand ist dadurch wieder sehr gering und der Strom der Reihenschaltung kann ohne große Verlustleistung durch die Bypass-Diode geleitet werden. Die Art der Bypass-Schaltung und die Anzahl der Bypass-Dioden können je nach Modulart und Verschaltung der Solarzellen variieren.