String-Spannung zu hoch: Gefahr bei Kälte und Fehlplanung

Klarer Wintermorgen, minus zehn Grad, strahlende Sonne: eigentlich perfektes PV-Wetter. Doch der Wechselrichter meldet „PV-Überspannung“, „DC-Eingangsspannung zu hoch“ oder „PV Over Voltage“ und schaltet ab. Diese Meldung ist ernster als die meisten anderen, denn eine zu hohe Eingangsspannung kann den Wechselrichter dauerhaft beschädigen.

Warum die Spannung bei Kälte steigt

Solarzellen verhalten sich anders als die meisten Geräte: Je kälter sie sind, desto höher ist ihre Spannung. Bei kristallinen Modulen steigt die Leerlaufspannung um etwa 0,25 bis 0,35 Prozent pro Grad unter 25 °C. Den genauen Wert findest du im Datenblatt als Temperaturkoeffizient der Leerlaufspannung.

Ein Rechenbeispiel: Ein Modul hat laut Datenblatt 40 V Leerlaufspannung bei 25 °C. Bei −10 °C Zelltemperatur sind das 35 Grad weniger. Mit 0,3 Prozent pro Grad ergibt das rund 10,5 Prozent mehr, also etwa 44 V. Bei 20 Modulen im String werden aus 800 V plötzlich 880 V.

Am kritischsten ist der Moment, in dem die Sonne auf ein kaltes Modul trifft und der Wechselrichter noch nicht einspeist. Dann liegt die volle Leerlaufspannung an, und die Module haben sich noch nicht erwärmt.

Die Grenze des Wechselrichters

Jeder Wechselrichter hat eine maximale DC-Eingangsspannung, bei Heimgeräten meist 600 V oder 1000 V, bei manchen Hybridgeräten weniger. Diese Grenze darf nie überschritten werden, auch nicht an den kältesten Tagen des Jahres. Liegt die Spannung darüber, drohen Schäden an Eingangskondensatoren und Leistungshalbleitern. Die meisten Hersteller schließen solche Schäden von der Garantie aus.

Bei der Planung rechnen Installateure deshalb mit der tiefsten zu erwartenden Temperatur, in Deutschland meist −10 °C, in höheren Lagen auch −15 bis −20 °C. Auslegungsprogramme der Hersteller wie SMA Sunny Design oder Fronius Solar.creator machen das automatisch.

Ursachen für zu hohe String-Spannung

• Zu viele Module im String (häufig): Der String wurde an der Grenze oder mit zu milder Mindesttemperatur geplant.
• Modultausch mit anderem Typ (gelegentlich): Ein Ersatzmodul hat eine höhere Leerlaufspannung als das Original.
• Strings falsch zusammengesteckt (gelegentlich): Zwei Strings wurden in Reihe statt an getrennte Eingänge angeschlossen, etwa nach Reparaturarbeiten.
• Wechselrichtertausch (gelegentlich): Das neue Gerät hat eine niedrigere maximale Eingangsspannung als das alte.
• Höhenlage oder Schneereflexion (selten): Besonders kalte Standorte und Einstrahlung durch Schnee verstärken den Effekt.
• Messfehler (selten): Ein Defekt der Spannungsmessung im Wechselrichter meldet Überspannung, obwohl die Werte passen.

Was du tun solltest

1. Nicht selbst neu starten. Bei dieser Meldung ist ein Neustart keine Lösung. Schaltet der Wechselrichter bei Sonne wieder zu, liegt die zu hohe Spannung erneut an.
2. Meldung und Umstände festhalten. Foto vom Display, Uhrzeit, Außentemperatur. Manche Geräte zeigen die gemessene Eingangsspannung, notiere auch diesen Wert.
3. Installateur sofort informieren. Er kann anhand der Anlagendokumentation prüfen, wie viele Module pro String verbaut sind und ob die Auslegung passt.
4. Nichts an den DC-Leitungen ändern. Stecker ziehen oder Strings umstecken ist gefährlich und Fachkräften vorbehalten.

Wie der Fachbetrieb das Problem löst

Die Fachkraft misst die Leerlaufspannung jedes Strings und rechnet sie auf die tiefste Auslegungstemperatur hoch. Liegt das Ergebnis über der Grenze, gibt es zwei Möglichkeiten: Der String wird um ein oder zwei Module gekürzt, oder die Module werden auf mehrere Eingänge oder einen zusätzlichen Wechselrichter verteilt. Wurden Strings versehentlich in Reihe verbunden, genügt es, sie korrekt anzuschließen.

War die Planung fehlerhaft, ist das ein Gewährleistungsfall gegenüber dem Installateur. Wurde der Wechselrichter bereits beschädigt, hilft das Messprotokoll bei der Klärung mit Hersteller und Versicherung.

Wann die Meldung harmlos sein kann

Ganz selten melden Wechselrichter kurzzeitig eine Überspannung, obwohl die Planung stimmt, etwa bei Firmware-Fehlern oder defekter Messung. Auch dann gilt: Nur eine Messung zeigt, ob die Spannung wirklich zu hoch war. Die Meldung hinzunehmen, weil sie „nur im Winter“ kommt, ist keine Option, denn genau dann entsteht der Schaden.

Kurz zusammengefasst

Bei Kälte steigt die Spannung der Module um bis zu 15 Prozent. Ist der String zu lang, übersteigt sie an Frosttagen die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters. Eine DC-Überspannungsmeldung ist deshalb kein Wetterfehler, sondern ein Hinweis auf eine falsche Auslegung oder Verschaltung. Informiere sofort den Installateur und starte das Gerät nicht selbst neu.