Die häufigsten Fehler bei PV-Anlagen

Bei PV-Anlagen gibt es einiges zu beachten, um sicher und dazu effizient grünen Strom zu ernten. Dieser Beitrag zeigt die häufigsten Fehler und Stolperfallen auf. Der erste Teil befasst sich mit Gründächern, Steckverbindungen, Verschattungen, der Statik sowie Klemmen und Dachhaken.

Gründächer

Problematik:

Gründächer, wie auch PV-Anlagen, leisten beide einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Doch wer kennt sie nicht, die überwucherten PV-Anlagen auf Gründächern, die das geschulte Auge im Vorbeifahren vom Zug oder im Auto entdeckt. Falsch geplante Konzepte stellen ein Kostenrisiko dar. Eine gründliche Grünpflege wird durch ungenügende Wartungsgänge verunmöglicht. In vielen Fällen steht die Eigentümerschaft schliesslich vor der Entscheidung, die PV-Anlage komplett zu entfernen und korrekt neu aufbauen zu lassen, oder aber schmerzhafte Ertragseinbussen und Rechnungen für die Grünpflege in Kauf zu nehmen.

• Glasbruch: Neben dem Ertragsverlust sind die technischen Auswirkungen dabei nicht zu unterschätzen. Die punktuelle Verschattung durch Pflanzen führt zu Hotspots auf einzelnen Zellen, was deren Alterung beschleunigt und im schlimmsten Fall durch die temperaturinduzierten Spannungen sogar zum Glasbruch der PV-Module führen kann.
• Bewuchshemmende Matten: Oft werden zur Minderung der genannten Schäden bewuchshemmende Matten eingesetzt. Doch die Erfahrung zeigt, dass diese Matten keinen dauerhaften Schutz bieten, da die Pflanzen früher oder später immer einen Weg ans Licht finden. Darüber hinaus beeinträchtigen die Matten den eigentlichen Zweck des Gründaches, sodass die Synergieeffekte von Dachbegrünung und Solarenergieanlagen nicht genutzt werden können.

Lösungsansätze:

• Das richtige Gründach: Für Gründächer mit Solaranlagen gibt es speziell magere Substratmischungen und extensive Begrünungen. Die richtige Wahl erspart viel Ärger und Wartungskosten. Im Bereich der PV-Module soll das Substrat grossflächig auf circa 5 cm reduziert oder durch Kies ersetzt werden. Bei bestehenden Gründächern ist zu beachten, dass sich das Mikroklima auf dem Dach stark verändert und damit der Pflanzenbewuchs durch die Solarpanels massiv verstärkt.
• Die richtige Unterkonstruktion: Eine Gründach-Unterkonstruktion hat mindestens 30 cm Abstand zum Substrat. Nur so kann eine regelmässige Gründachwartung ohne Probleme durchgeführt werden. Aerodynamische bodenanliegende Systeme haben auf einem Gründach nichts verloren.
• Die richtige Wartung: Ein Gründach bedarf regelmässiger Wartung, insbesondere in den ersten Jahren während der Ansiedlung von Pflanzen im Substrat. Um diese Arbeiten zu erleichtern, empfiehlt sich die Planung von einzelnen, südorientierten Reihen, grosszügigen Wartungsgängen und einem durchdachten Absturzsicherungskonzept.

Steckerverbindungen

Problematik:

Steckerdefekte gehören zu den häufigsten Ursachen für technische Probleme bei PV-Anlagen. Bei Anlagenprüfungen stossen Gutachter regelmässig auf fehlerhafte Steckverbindungen. Diese führen nicht nur zu technischen Ausfällen, sondern stellen im schlimmsten Fall auch eine Brandgefahr dar. Typische Fehler sind inkompatible Steckerpaare verschiedener Hersteller, sogenannte Kreuzverbindungen, eine unsachgemässe Crimpung oder eine unzureichende Abdichtung gegen Feuchtigkeit.

Lösungsansätze:

• Installation: Die Installation eines Steckers erfordert ausgebildetes Personal und entsprechendes Werkzeug. Das Verschrauben der Kabelverschraubung mit dem korrekten Drehmoment verhindert das Eintreten von Feuchtigkeit. Stecker dürfen niemals unter Last gesteckt oder getrennt werden. Dies führt zu Lichtbögen und einer Russablagerung auf dem Steckkontakt, was die Leitfähigkeit des Steckers verschlechtert.
• Verunreinigte oder nasse Steckverbinder: Die Steckverbinder dürfen nicht direkt auf der Dachfläche liegen, wo sich Wasser ansammeln kann oder sie sich an der tiefsten Stelle der Verkabelung befinden. Bei Nässe fliessen die Tropfen ansonsten entlang dem Kabel direkt zum Stecker. Ist der Stecker während der Montage nass und wird so verbunden, kann die Feuchtigkeit im Stecker nicht mehr entweichen. Deshalb müssen nicht gesteckte Steckverbinder seit Inkrafttreten der NIN 2025 mit Verschlusskappen vor Umwelteinflüssen geschützt werden.
• Kabelbinder und Biegeradien: Das Studieren der Montageanleitung eines MC4-Steckers zeigt einige erstaunliche Fakten, die in der Praxis oft übersehen werden. So dürfen beispielsweise Kabelbinder nicht direkt am Steckergehäuse montiert werden. Drückt der Kabelbinder auf die Einrastlaschen, kann sich die Verbindung lösen. Die Befestigung neben dem Stecker erleichtert zudem Servicearbeiten. Das Kabel muss mindestens 2 cm gerade aus dem Stecker herausgeführt werden, bevor es gebogen wird. Ein zu enger Biegeradius kann zur Undichtigkeit des Steckers führen.

Verschattung

Problematik:

Verschattungen sind eine der grössten Herausforderungen in der PV-Planung. Neben dem Ertragsverlust gibt es einen noch kritischeren Aspekt: Sicherheit! Besonders problematisch sind Punktverschattungen einzelner Zellen, die zu Hotspots führen können. Häufig werden Verschattungen bei der Anlagenplanung nicht ausreichend berücksichtigt.

• Warum ist Verschattung gefährlich? Teilverschattete Zellen können – selbst mit funktionierenden Bypass-Dioden – extreme Temperaturen bis zu 140°C erreichen. Dies kann zu Glasbrüchen und langfristigen Schäden an den Modulen führen. Ist eine Diode zudem defekt, kann dies zur Zerstörung des Modules oder sogar zu Bränden führen.
• Punktuelle Verschattungen sind «harte» Schatten durch Objekte in unmittelbarer Nähe, wie Abluftrohre, Absturzsicherungen, Vegetation oder Verschmutzung. Sie führen zu langandauernder Teilverschattung der Zellen und sollten unbedingt vermieden werden, um Erwärmungen und Beschädigung der Module zu verhindern.
• Grossflächige Verschattungen durch Gauben, Nachbargebäude oder Bäume sind etwas weniger gravierend, weil sich die Schattenkante schneller bewegt und die Zellerhitzung weniger lange andauert. Grossflächige Verschattungen werden von heutigen Wechselrichtern mit globalem MPP-Tracking erkannt und der Arbeitspunkt des Modulstranges wird so eingestellt, dass die Dioden rechtzeitig aktiviert werden und der Ertragsverlust minimal bleibt.

Lösungsansätze:

• Smartes Modullayout und ertragsoptimierte Stringplanung: Eine detaillierte Verschattungsanalyse in der Planung lohnt sich. Im Strangplan werden Module mit ähnlichen Verschattungsbedingungen gemeinsam verschaltet. Eine ertragsoptimierte Stringplanung ist häufig aufwendiger im Bau und benötigt Zeit in der Planung. Doch über Jahrzehnte im Betrieb zahlt sich der Mehraufwand aus. Zudem lieber ein Modul weglassen, als ein Modul einbauen, welches durch seine ständige Verschattung die Leistung des ganzen Strings oder die Sicherheit reduziert.
• Leistungsoptimierer: Sinnvoll oder nicht? Während ihre Ertragswirkung und Langlebigkeit kontrovers diskutiert werden, gibt es kaum Zweifel daran, dass Optimierer Temperaturspitzen bei teilverschatteten Zellen reduzieren und somit zur Anlagensicherheit beitragen.
• Präventiver Unterhalt: Regelmässige Pflege (Reinigung, Gründachpflege) verlängert die Lebensdauer der Module.

Statik

Problematik:

Der Winter bringt nicht nur kurze Tage und weniger Ertrag, sondern auch eine oft unterschätzte Herausforderung für PV-Anlagen: Schnee- und Windlasten. Wer hier nicht sorgfältig plant, riskiert teure Schäden!

Lösungsansätze:

Nur wenn Modulstatik, Systemstatik und Gebäudestatik geprüft sind und im Zusammenspiel funktionieren, ist die Gesamtstatik gewährleistet:

• Modulstatik: Die Standardbelastbarkeit von PV-Modulen beträgt 5400 Pa für Drucklast und 2400 Pa für Soglast bei Klemmung an der langen Seite. Bei Befestigung an der kurzen Seite reduzieren sich diese Werte je nach Modultyp auf bis zu 1000 Pa. Vorsicht: Bereits bei 25 cm Nassschnee können so die Drucklastlimiten überschritten werden. Als Faustregel gilt: 1 m Pulverschnee = 25 cm Nassschnee = 1000 Pa
• Systemstatik: Bei der Auslegung einer PV-Anlage sind die zu erwartende Schnee- und Windlast gemäss SIA 261 am Standort zu berechnen. Die Lasten variieren je nach Region und Gebäudeart erheblich und entsprechend ist die Systemstatik anzupassen. Je nach Region und Dachaufbau sind bis zu 4 x höhere Wind- und Schneelasten zu erwarten. Im Randbereich eines Daches sind durch Wirbelbildung bis zu 3 x höhere Windlasten zu erwarten. Wird zusätzlich ein Schneefang installiert, oder ist das Abrutschen des Schnees aufgrund der Gebäudeart nicht möglich, ist dies in der Berechnung zu beachten.
• Gebäudestatik: Die Absicherung der Gebäudestatik kann verschiedene Formen annehmen – von der mündlichen Einschätzung eines Dachdeckers bei Einfamilienhäusern bis hin zum professionellen Statik-Gutachten. Grundsätzlich muss nachweisbar sein, dass der Dach- oder Fassadenaufbau die erforderlichen Druck- und Soglasten einer PV-Anlage tragen kann. Dabei ist zu beachten: Ein einziger Schwachpunkt (beispielsweise ein genageltes Falzblech oder unzureichend mit Kies gefüllte Ballastierungswannen) kann ausreichen, damit die gesamte Statik nicht mehr standhält. Ein Schneefang ausserhalb des Gebäudegrundrisses verändert die Dachstatik zudem erheblich.

Klemmen und Dachhaken

Problematik:

Sturm, herumfliegende Solarmodule, Wasser im Dachstuhl, ein solches Szenario ist zum Glück eine absolute Seltenheit. Klemmen und Dachhaken mögen klein erscheinen, ihre fehlerhafte Installation kann jedoch schwerwiegende Konsequenzen haben.

Lösungsansätze:

• Dachhaken und Klemmen: Die richtige Installation von Dachhaken ist entscheidend für die fortwährende Dichtigkeit des Daches und die Sicherheit der PV-Anlage. Eine präzise Aussparung und das satte Aufeinanderliegen der Ziegel verhindert den Wassereintritt ins Unterdach. Die richtige Schraubenlänge (mind. 60 mm) muss in der Planung berücksichtigt werden, ein Reserve-Abstand zum unteren Ziegel verhindert Spannungen und Ziegelbrüche. Die Anzahl Klemmen, Schienen und Dachhaken müssen zudem gemäss Hersteller-Auslegung eingehalten werden. Besonders bei Falzdächern ist ausserdem die Einhaltung der vorgeschriebenen Drehmomente essenziell, um Beschädigungen am Dach zu vermeiden.
• Dilatation: Die thermische Ausdehnung von Materialien spielt bei PV-Anlagen eine wichtige Rolle. Schienen und Module dehnen sich bei Hitze aus und ziehen sich bei Kälte zusammen. Es ist daher essenziell, dass Abstände korrekt geplant und umgesetzt werden, um Spannungen zu vermeiden.

Hagel

Problematik:

Hagelschläge können feine Mikrorisse in Solarzellen verursachen, die oft mit blossem Auge nicht erkennbar sind. Selbst wenn das Frontglas unbeschädigt erscheint, können die darunterliegenden Zellen durch die Einschläge beschädigt sein. Diese Risse mindern langfristig die Leistung der Anlage und bleiben häufig unentdeckt, bis signifikante Ertragseinbussen auftreten. Eine Schadensmeldung an die Gebäudeversicherung ist empfehlenswert, um Spätfolgen zu versichern. Sichtbar werden die Zellrisse nur mit einer Elektrolumineszenz-Prüfung oder nach einigen Jahren als sogenannte Schneckenspuren.

Lösungsansatz:

• Elektrolumineszenz-Prüfung: Die Elektrolumineszenz-Prüfung ist die genaueste Methode, um Mikrorisse vor Ort zu erkennen. Dabei werden die Module elektrisch aktiviert, sodass sie im Infrarotbereich leuchten. Eine Spezialkamera macht die Schäden sichtbar, bei Nacht mit einer Spezialkamera und einem Rückstromgerät und tagsüber mit einem mobilen Messlabor. Für grosse Anlagen oder schlecht zugängliche Dachflächen ist der Einsatz von Drohnen sinnvoll. Achtung: Thermografie-Aufnahmen sind ungeeignet, da sie Mikrorisse nicht erfassen können.

UV-Strahlung

Problematik:

Kunststoff-Installationsrohre, die nicht UV-beständig sind, werden spröde und brüchig. Selbst UV-beständige Kunststoffrohre garantieren «nur» eine UV-Stabilität für zehn Jahre. Häufig anzutreffen sind zudem ausgebleichte und unlesbare LED-Displays oder ausgebleichte/versprödete Kabel- und Wechselrichterbeschriftungen.

Lösungsansätze:

• Kabel: In der Praxis sind wenig versprödete Solar-Kabel auffindbar. Schwarze Kabel mit 3% Russanteil zeigen eine sehr gute UV-Beständigkeit. Andere Farben wie Rot oder Blau können aufgrund des geringeren Russanteils ausbleichen, was durch Praxisbeispiele belegt ist. Bei Kabel ohne UV-Schutz, wie z.B. Zuleitungen oder Datenkabel, ist jedoch ein zusätzlicher Schutz erforderlich. Grundsätzlich gilt es also, schwarze Solar-Kabel zu verwenden und Biegeradien einzuhalten. Kabel ohne UV-Schutz müssen zusätzlich geschützt werden.
• Rohre: Das Verbuddeln von Rohren im Kies ist eine ungenügende Massnahme, da die Rohre durch den Auftrieb innert Kürze wieder aufschwimmen. Langjährig beständig und sicher sind metallische Schutzrohre und -kanäle.
• Displays und Beschriftungen: Wechselrichterstandorte möglichst von UV-Strahlung und Wettereinflüssen schützen sowie Kabel und Wechselrichter UV-sicher beschriften.

Betreten der Module

Problematik:

Ob als Monteur oder Servicetechniker: Man kennt das ungute Gefühl, wenn man ein PV-Modul betritt. Es sind die sogenannten Micro-Cracks, die es zu vermeiden gilt. Das sind winzige Zellbrüche, die oft nicht sofort sichtbar sind, aber die Leistung und Lebensdauer des Moduls nachhaltig beeinträchtigen können. Sei es aus Bequemlichkeit oder sogar mangelnder Alternativen – was in der Theorie ein klares No-Go ist, wird in der Praxis leider oft missachtet oder verdrängt.

Lösungsansätze:

• Schulungen: Meist ist das Wissen in der Firma vorhanden, aber bleibt auf dem Weg vom Büro auf die Baustelle auf der Strecke. Eine Schulung kann helfen, das Wissen der Mitarbeiter aufzufrischen.
• Die Planung entscheidet: Wenn es keine durchdachten Wartungsgänge gibt, kann allerdings keinem Monteur vorgeworfen werden, ein Modul betreten zu haben. Es ist schon fast eine Frage des Respekts gegenüber dem Montage- und Servicepersonal, welche die PV-Anlage die nächsten 30 Jahre wartet, sowie auch gegenüber der Bauherrschaft, welche eine qualitativ hochwertige PV-Anlage wünscht, ein gut durchdachtes Wartungskonzept zu erstellen.

Verschmutzung

Problematik:

Der Selbstreinigungseffekt bei PV-Modulen ist bei geringen Neigungen nicht ausreichend. Da das Wasser nicht abfliesst, lagern sich Schmutzpartikel ab, was langfristig zu Ertragseinbussen und einem erhöhten Wartungsaufwand führt. Erfahrungen zeigen, dass PV-Module erst ab einem Neigungswinkel von 15 bis 20° selbstreinigend sind.

Lösungsansätze:

• Rahmenlose Module verwenden: Bei unvermeidbarer flacher Neigung bieten rahmenlose Module eine durchgängig glatte Oberfläche, an der Schmutzwasser ungehindert abfliessen kann.
• Module im Hochformat installieren: Bei Anlagen mit weniger als 15° Neigung reduziert die Hochkantmontage (kurze Seite horizontal) die Länge der Schmutzkante. Zusätzlich ist der Abstand vom Modulrand zur Zelle an der kurzen Seite meist grösser, was die Verschattungsgefahr verringert.
• Kundschaft transparent informieren: Bei flacher Neigung müssen Kunden über den zu erwartenden Reinigungsaufwand und mögliche Ertragseinbussen aufgeklärt werden.
• Regelmässige Wartung einplanen: Für bestehende Anlagen mit flacher Neigung wird eine regelmässige professionelle Reinigung empfohlen, um Ertragseinbussen und Modulschäden zu minimieren.

Diverses

Problematik:

Wer viel Geld in eine PV-Anlage investiert, möchte natürlich, dass diese möglichst lange voll funktionsfähig ist. Wer aber nach zehn Jahren eine PV-Anlagenprüfung durchführt, um den Zustand der Anlage aus unabhängiger Seite beurteilen zu lassen und erschrocken feststellt, dass 20 Prozent der Anlage ausser Betrieb sind, erlebt das Horrorszenario.

Lösungsansätze:

• Erstprüfung: Eine umfassende Erstprüfung zeigt, ob alle Module angeschlossen und funktionsfähig sind. Die Strangspannung entspricht der Summe der Modulspannungen. Zur Interpretation die gemessene Spannung durch die Anzahl Module teilen – die Werte sollten praktisch identisch sein. Abweichungen deuten auf Verkabelungsfehler hin.
• Anlagendokumentation: Eine gründliche Dokumentation ist nicht nur normativ vorgeschrieben (SN EN 62446-1:2016), sondern trägt auch wesentlich zur Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen bei. Es wird empfohlen, mindestens den Strangplan, den Orientierungsplan für die Feuerwehr, das Elektro-Prinzipschema und ein Absturzsicherungskonzept laminiert vor Ort zu deponieren und die gesamte Dokumentation zusätzlich elektronisch zuzustellen. Dies erleichtert Servicearbeiten und senkt Wartungskosten.
• Fernüberwachung: Wenn eine Solaranlage nicht die zu erwartenden Erträge liefert oder aufgrund von Defekten ganz ausfällt, geht es schnell ins Geld. Eine Fernüberwachung lohnt sich nicht nur aus wirtschaftlicher Sicht, sondern dient der langfristigen energetischen Ertragssicherung. Eine lückenlose Fernüberwachung auf Strangebene durch Experten ist demnach die Minimalanforderung für eine erfreuliche Betriebsdauer. Abweichungen zwischen Dokumentation und Installation werden bei einer korrekten Anlagenkonfiguration im Überwachungsportal direkt erkannt.
• Anlagenprüfungen: Unabhängige Anlagenprüfungen beispielsweise nach der Inbetriebnahme, vor Ablauf der Garantiezeit und danach periodisch je nach Anlagenzustand sind unverzichtbar, um Defekte und sicherheitsrelevante Mängel zu erkennen.

Fazit

Wer PV-Anlagen plant und installiert, trägt eine grosse Verantwortung – für Ertrag, Sicherheit und Werterhalt über Jahrzehnte. Die häufigsten Fehler entstehen nicht durch komplexe Technik, sondern durch fehlende Sorgfalt bei Details. Wer sauber plant, Normen einhält und Wartung mitdenkt, reduziert Risiken und sichert die langfristige Leistungsfähigkeit der Anlage. Eine ganzheitliche Betrachtung von Dach, Unterkonstruktion und elektrischer Ausführung ist dabei unerlässlich.

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