String-Spannung zu niedrig: Verschattung, Defekt oder Fehlkonfiguration?
Kurz gesagt
Eine zu niedrige String-Spannung hat drei typische Gründe: Verschattung, bei der Bypassdioden Modulteile überbrücken, einen Moduldefekt wie eine kurzgeschlossene Diode oder einen Planungsfehler mit zu wenigen Modulen. Weicht ein String dauerhaft um mehr als etwa 10 V von einem gleich großen ab, sollte ein Installateur messen.
In der App steht bei String 1 eine Spannung von 380 V, bei String 2 nur 340 V, obwohl beide gleich viele Module haben. Oder der Wechselrichter meldet „PV-Spannung zu niedrig" und startet morgens spät. Eine niedrige String-Spannung kann harmlos sein. Sie kann aber auch auf einen Moduldefekt hinweisen, der Jahr für Jahr Ertrag kostet.
Erst verstehen: Welche Spannung ist normal?
Die Spannung eines Strings ist die Summe der Modulspannungen. Zwei Werte sind wichtig:
- Leerlaufspannung (Voc): ohne Last gemessen, etwa morgens vor dem Einschalten oder bei getrenntem String. Sie steht im Moduldatenblatt.
- MPP-Spannung (Vmpp): die Spannung im Betrieb, meist rund 80 Prozent der Leerlaufspannung. Diese zeigt die App.
Beide Werte hängen stark von der Temperatur ab. Solarzellen haben einen negativen Temperaturkoeffizienten: An heißen Sommertagen ist die Spannung deutlich niedriger als an kalten, klaren Wintertagen. Ein Vergleich ist deshalb nur zwischen Strings sinnvoll, die gleichzeitig gemessen werden, gleich viele Module haben und gleich ausgerichtet sind.
Ursache 1: Verschattung
Fällt Schatten auf einen Teil eines Moduls, schaltet die Bypassdiode diesen Teil ab. Ein Modul hat meist drei solcher Abschnitte. Jeder überbrückte Abschnitt kostet rund ein Drittel der Modulspannung. Typisch für Verschattung: Die Abweichung wandert über den Tag und verschwindet, wenn der Schatten weg ist. Mehr dazu im Ratgeber Verschattung und Wechselrichter.
Ursache 2: Defekte Bypassdiode oder Modul
Brennt eine Bypassdiode durch und wird dabei leitend, überbrückt sie ihren Modulabschnitt dauerhaft. Laut photovoltaikbuero.de fehlen dann bei 60-Zellen-Modulen etwa 11 V, bei 72-Zellern etwa 13 V pro defektem Abschnitt. Genau so sieht es aus, wenn im Modul ein Zellverbinder gebrochen ist. Das Muster: Die Abweichung ist immer da, auch morgens und bei bedecktem Himmel, und sie ist ein Vielfaches von 10 bis 13 V.
Bypassdioden sterben oft nach Überspannung, etwa nach einem Blitz in der Nähe, oder nach Rückstrom durch einen verpolten String.
Ursache 3: Planungs- oder Konfigurationsfehler
- Zu wenige Module im String. Die Spannung liegt dann schon ab Inbetriebnahme knapp an der unteren Grenze des MPP-Bereichs. Im Sommer fällt sie darunter, und der Wechselrichter regelt ab oder schaltet ab.
- Ungleich lange Strings an einem gemeinsamen Eingang. Parallel geschaltete Strings müssen gleich viele Module haben, sonst zieht der kürzere die Spannung des längeren herunter.
- Falsche Eingangsbelegung oder falsch eingestellter Modus bei Geräten mit mehreren MPP-Trackern, etwa „parallel" statt „unabhängig".
Ursache 4: Kontaktproblem
Ein korrodierter oder schlecht gecrimpter MC4-Stecker erhöht den Widerstand. Im Leerlauf fällt das nicht auf, unter Last aber sinkt die Spannung am Wechselrichter. Oft kommt ein Isolationsfehler dazu.
So grenzt du es ein
| Beobachtung | Wahrscheinlich |
|---|---|
| Abweichung nur zu bestimmten Tageszeiten | Verschattung |
| Immer gleiche Abweichung von ca. 11 bis 13 V oder einem Vielfachen | Defekte Bypassdiode oder Zellverbinder |
| Abweichung seit Inbetriebnahme, Sommer schlimmer als Winter | Planung, zu wenige Module |
| Spannung sinkt vor allem unter Last | Kontakt oder Leitung |
Vergleiche in der App die String-Werte an einem klaren Tag morgens, mittags und nachmittags. Notiere Uhrzeit, Spannung und Strom. Das ist die beste Vorarbeit für den Installateur.
Wann der Fachbetrieb ran muss
Laut photovoltaikbuero.de sind zwischen gleichen Strings Abweichungen von etwa 7 bis 8 V noch normal. Liegt die Differenz dauerhaft deutlich darüber, sollte ein Profi messen. Er prüft die Leerlaufspannung jedes Strings, nimmt eine Kennlinie auf und sucht mit der Wärmebildkamera nach heißen Zellen oder warmen Anschlussdosen. Das Messen an DC-Leitungen mit mehreren hundert Volt ist nichts für Laien.
Kurz zusammengefasst
Eine niedrige String-Spannung ist bei Verschattung oder Hitze normal. Fehlen dauerhaft 11 bis 13 V oder ein Vielfaches davon, ist meist eine Bypassdiode oder ein Modul defekt. Liegt das Problem seit dem ersten Tag vor, war die Planung zu knapp. Mit ein paar Notizen aus der App kann der Installateur gezielt messen.
Redaktion PV-Fehler · Stand: · Angaben ohne Gewähr.