Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Warum führt eine steigende Temperatur von Photovoltaik-Modulen zu Leistungsverlusten?
Vier Auswirkungen von Hitze auf Photovoltaik-Module
Einleitung
Starke Sonneneinstrahlung bedeutet nicht automatisch hohe Erträge.
Im Juli und August führt die Hitze bei PV-Anlagen oft zu geringerer Leistung als im Frühling, da steigende Temperaturen die Effizienz der Photovoltaik-Module mindern.
Unter Standard-Testbedingungen bei 25 °C liegt der Temperaturkoeffizient zwischen –0,24 %/°C und –0,44 %/°C. Steigt die Temperatur auf 70 °C, sinkt die Leistung um 10–20 %.
Sommerliche Hitze und Feuchtigkeit reduzieren zusätzlich den Wirkungsgrad der Photovoltaik-Module und belasten Wechselrichter und Kabel, was die Stabilität der Anlage beeinträchtigt.
Warum führt eine steigende Temperatur von Photovoltaik-Modulen zu Leistungsverlusten?
Aufgrund ihrer temperaturempfindlichen Eigenschaften kommt es bei steigender photovoltaik temperatur zu deutlicher pv modul leistung temperatur-Abhängigkeit: Mit zunehmender Wärme sinkt die Leistung. In heißen Sommermonaten erreicht die Rückseite eines Moduls bis zu 70 °C, während die Zellschicht im Inneren sogar über 80 °C steigen kann.
Die Leistungsverluste lassen sich mit folgender Formel berechnen:
PT = PSTC × [1 + γ × (Tc − 25)]
Dabei gilt:
- PT = Leistung des Moduls bei Temperatur Tc
- PSTC = Nennleistung unter Standard-Testbedingungen (25 °C)
- γ = Temperaturkoeffizient (negativ, z. B. –0,0032 = –0,32 %/°C)
- Tc = Modultemperatur (°C)
Beispiel eines 550-W-Moduls von 25 °C bis 70 °C:
- PERC: –0,35 %/°C, ca. –15,8 %, Leistung ~463 W
- TOPCon: –0,32 %/°C, ca. –14,4 %, Leistung ~471 W
- IBC: –0,29 %/°C, ca. –13,1 %, Leistung ~478 W
- HJT: –0,243 %/°C, ca. –10,9 %, Leistung ~490 W
Hinweis: Messung an einer deutschen Wohnhaus-PV-Anlage mit TOPCon-Modulen
Unabhängig davon, ob es sich um Gewerbe- oder Wohngebäude handelt – die Dachstruktur beeinflusst die photovoltaik temperatur erheblich. Bei Trapezblechdächern sind Randmodule durch bessere Belüftung kühler, während sich in der Mitte Hitzestau bildet.
Fraunhofer ISE und TÜV haben Unterschiede von 5–10 °C gemessen, was einer pv-anlage leistungsminderung von 3–5 % entspricht. Ähnliche Effekte treten bei Betondächern, Membrandächern und PV-Carports auf. Werden diese Faktoren nicht berücksichtigt, kann dies zu deutlichem photovoltaik leistungsverlust hitze führen – ein Risiko, das Planung und Betrieb unbedingt beachten müssen.
Vier Auswirkungen von Hitze auf Photovoltaik-Module
1. Verringerte Ausgangsleistung der Photovoltaik-Module
Mit steigender Temperatur in einer PV-Anlage bei Hitze sinkt die Ausgangsleistung der Module kontinuierlich – der direkteste Effekt hoher Temperaturen. Messungen von Fraunhofer ISE und NREL zeigen, dass kristalline Siliziummodule bei etwa 20 °C rund 15–20% mehr Energie liefern als bei 65–70°C.
Unter gleichen Lichtbedingungen erzielen Systeme in kühleren Regionen daher deutlich höhere Erträge, während Anlagen in heißen Klimazonen häufiger unter pv-anlage leistungsminderung leiden.
Wie lässt sich im Sommer die Modultemperatur senken?
Durch geeignete Planung und Betrieb kann der photovoltaik leistungsverlust hitze reduziert werden:
- Bessere Belüftung: Lüftungskanäle auf dem Dach einplanen, um Hitzestaus in der Modulmitte zu vermeiden.
- Höhere Montage: Module mit Abstand montieren, damit die Luft zirkulieren kann.
- Helle Dachflächen oder reflektierende Beschichtungen: weniger Wärmeeintrag, niedrigere Betriebstemperatur.
2. Verkürzte Lebensdauer der Wechselrichter-Bauteile
In einem Photovoltaik-System reagieren Wechselrichter ähnlich empfindlich auf hohe Temperaturen wie die Module. Sie bestehen aus zahlreichen Leistungshalbleitern, Kondensatoren und Induktivitäten, die bereits im Betrieb Wärme erzeugen. Steigt die Umgebungstemperatur zusätzlich an, sinkt der wechselrichter temperatur wirkungsgrad deutlich und die Lebensdauer verkürzt sich. Überschreitet die Gehäusetemperatur 60–65°C, aktiviert das System meist eine automatische Leistungsreduzierung, um Schäden zu vermeiden. Im Sommer bedeutet dies nicht nur geringere Erträge der PV-Anlage, sondern auch zusätzliche Verluste durch wechselrichter hitze.
Wie lässt sich die Erwärmung des Wechselrichters verringern?
- Optimierte Installation und Anordnung: Standorte mit guter Belüftung wählen und direkte Sonneneinstrahlung vermeiden.
- Schatten und Kühlung kombinieren: Schutzdächer oder Abschirmungen nutzen, dabei für Luftzirkulation sorgen.
- Kabel- und Geräteplanung: Saubere Kabelführung und ausreichende Abstände einhalten, um Wärmestau zu verhindern.
- Fortschrittliche Kühltechnologien: In Großanlagen setzen sich flüssigkeitsgekühlte Systeme durch, während im Gewerbebereich intelligente Lüftung und optimierte Luftkanäle Standard werden – als Antwort auf steigende photovoltaik temperatur im Sommerbetrieb.
3. Hot-Spot-Effekt verkürzt die Lebensdauer von Modulen
Lokale Überhitzung kann den Hot-Spot-Effekt auslösen und die Lebensdauer von Photovoltaik-Modulen um 20–30% verkürzen. Ursache ist, dass verschattete Zellen im Stromkreis einen Rückstrom aufnehmen, der sich in Wärme umwandelt und die lokale Temperatur stark ansteigen lässt.
Bei längerem Betrieb führen diese Hotspots zu Materialalterung, Zellrissen und im Extremfall zum Totalausfall des Moduls. Besonders in heißen Sommermonaten sind Module anfällig: Vogel Kot, Laub oder Staubablagerungen können selbst bei 35°C Umgebungstemperatur lokale Bereiche auf über 100°C treiben – mit deutlichem photovoltaik leistungsverlust hitze und Leistungsabfall ganzer Strings.
Wie lässt sich der Hot-Spot-Effekt erkennen und vermeiden?
- Infrarot-Thermografie: Im Sommer regelmäßig Wärmebildkontrollen durchführen, um Hotspots frühzeitig zu erkennen.
- Optimierte Planung: Schon im Designstadium Verschattungsrisiken minimieren.
- Reinigung und Schutz: Module regelmäßig von Staub und Vogelkot befreien, um die Wahrscheinlichkeit von Hotspots zu senken.
- Bypass-Dioden und Materialien: Hochwertige Bypass-Dioden und verbesserte Verkapselung senken die Auswirkungen.
Der PID-Effekt (Potential Induced Degradation) beschreibt eine durch hohe Spannung sowie hohe photovoltaik temperatur und Feuchtigkeit ausgelöste Leistungsdegradation. Ursache ist die Ionendrift im Modul, die zu schnellem Leistungsverlust und langfristig zu Ausfällen führen kann. In extremen Umgebungen sinkt der Wirkungsgrad um 10–30%, was die Lebensdauer der Photovoltaik-Module deutlich verkürzt.
Besonders in feuchten, salzhaltigen Küstenregionen tritt PID verstärkt auf. Kommt sommerliche Hitze hinzu, steigt das Risiko zusätzlich. Zwar wurde PID bereits 2005 entdeckt, doch durch Materialverbesserungen und Designoptimierungen ist das Risiko bei hochwertigen Modulen inzwischen deutlich reduziert.
Wie lässt sich der PID-Effekt in Solarmodulen verhindern?
- Elektrisches Design: Erdungskonzepte oder nächtliche Gegenpolspannung, um Ladungsansammlungen zu neutralisieren.
- Glas-Glas-Strukturen: Zwei Glasschichten reduzieren Feuchtigkeitseintritt und Ionendrift und steigern die Langzeitzuverlässigkeit.
Maysun Solar bieten euch hochwertige Photovoltaikmodule und Lösungen – von Industriedächern bis zu Balkonanlagen. Mit IBC Technologie, HJT Technologie und TOPCon Technologie sichern wir Effizienz und Zuverlässigkeit, auch bei hohen Temperaturen.
Quellenverzeichnis
Fraunhofer ISE. (2025). Photovoltaics Report 2025. Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. https://www.ise.fraunhofer.de/en/publications/studies/photovoltaics-report.html
National Renewable Energy Laboratory (NREL). (2025). Photovoltaic Performance: Real-Time PV Solar Resource Testing. U.S. Department of Energy. https://www.nrel.gov/pv/real-time-photovoltaic-solar-resource-testing.html
DNV. (2021). PV Module Reliability Scorecard 2021. DNV Energy Systems. https://2021modulescorecard.pvel.com/2021-pv-module-reliability-scorecard/
Kiwa PVEL. (2025). PV Module Reliability Scorecard 2025. Kiwa PVEL. https://scorecard.pvel.com/
Maysun Solar. (2025). Solarmodul‑Hotspot‑Risiken und Prävention – Leitfaden. Maysun Solar Deutschland Blog. https://www.maysunsolar.de/blog/solarmodul-hotspot-risiken-und-praevention-leitfaden
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