Solarmodule sind darauf ausgelegt, Strom zu erzeugen, indem sie die Energie der Sonnenstrahlung in elektrische Energie umwandeln. Während des Betriebs fließt dieser Strom in die Wechselrichter und den Rest der Solaranlage. Doch was passiert, wenn die Module nicht an eine Last angeschlossen sind und kein Strom abfließt? Bilden sich dann möglicherweise gefährliche Spannungen in den Modulen?
Diese Frage treibt viele Besitzer von Photovoltaikanlagen um. Schließlich möchte man seine kostbaren Solarmodule nicht durch Unwissenheit beschädigen. In diesem Artikel klären wir auf, ob ein Solarmodul ohne angeschlossene Last schädlich für das Modul sein kann oder andere Gefahren birgt. Dabei betrachten wir die Auswirkungen auf die Module selbst, aber auch auf die gesamte PV-Anlage und Personen in der Nähe. Lesen Sie weiter für die Antworten.
Was bedeutet “ohne Last” beim PV-Modul?
Bei einem Solarmodul bedeutet “ohne Last”, dass es nicht an eine laufende Solaranlage angeschlossen ist. Das Modul arbeitet in diesem Fall weiterhin normal, indem es Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt. Allerdings wird die produzierte elektrische Ladung nirgendwo verbraucht oder genutzt, da kein Verbraucher angeschlossen ist.
Stattdessen baut sich im Solarmodul selbst eine Spannung auf, ähnlich wie in einer Batterie. Die Ladungsträger haben nirgendwo hinzugehen und sammeln sich daher im Modul an. Je mehr die Sonne scheint, desto mehr Spannung kann sich aufbauen. Dies wird als Leerlaufspannung oder Open-Circuit-Voltage bezeichnet.
Wichtig ist, dass diese aufgebaute Spannung zwar messbar ist, aber nicht abfließen kann, solange das Modul von der Anlage getrennt bleibt. Es ist also “ohne Last”, da nirgends ein Verbraucher angeschlossen ist, der die Ladung abnehmen könnte.
Wann kommt es dazu, dass PV-Module ohne Last sind?
PV-Module können aus verschiedenen Gründen ohne elektrische Last betrieben werden.
Bei Wartungsarbeiten
Während Wartungsarbeiten an der Solaranlage sind die Module häufig nicht angeschlossen. Beispielsweise bei Reinigungsarbeiten, Modultausch oder Überprüfung der Verkabelung. Die Module liefern in dieser Zeit weiterhin Strom, der nicht genutzt wird.
Vor Inbetriebnahme der Anlage
In der Phase kurz vor der Inbetriebnahme einer neuen Solaranlage sind die Module bereits installiert, aber der Wechselrichter ist noch nicht eingeschaltet. Die Module erzeugen Strom, der nicht abgeführt wird. Dieser Zustand kann einige Tage bis Wochen dauern.
Bei Wechselrichterausfall
Fällt der Wechselrichter aus, sind die Solarmodule plötzlich ohne Last. Sie liefern weiterhin Gleichstrom, der aber nicht mehr gewandelt und eingespeist werden kann. Dieser Zustand tritt unerwartet auf und hält so lange an, bis der Wechselrichter repariert ist.
Worauf ist zu achten, wenn das PV-Modul ohne Last ist?
Wenn ein Solarmodul ohne Last betrieben wird, also nicht an eine laufende Solaranlage angeschlossen ist, gibt es einige Dinge zu beachten:
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Module nicht trennen, wenn sie verbunden sind – Sind mehrere Module miteinander verbunden, sollten diese keinesfalls bei Sonneneinstrahlung voneinander getrennt werden. Dies kann zu Lichtbögen und Beschädigungen führen. Warte stattdessen bis zur Dämmerung oder bringe die Module vor dem Trennen in den Schatten.
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Bei längeren Standzeiten im Schatten parken – Stehen die Module über einen längeren Zeitraum ungenutzt in der Sonne, empfiehlt es sich diese im Schatten abzustellen. Direkte Sonneneinstrahlung über Stunden oder Tage kann die Module unnötig aufheizen. Auch wenn dies in der Regel unbedenklich ist, schont ein schattiger Standort die Module.
Messung der Leerlaufspannung
Die Leerlaufspannung eines Photovoltaik-Moduls wird gemessen, wenn keine Verbraucher angeschlossen sind. Sie gibt Aufschluss über den Zustand und die Leistungsfähigkeit des Moduls.
Die Messung erfolgt am besten bei direkter Sonneneinstrahlung um die Mittagszeit. Dazu werden die Plus- und Minuspole des Moduls mit einem Voltmeter verbunden. Ein gut funktionierendes Modul sollte eine Leerlaufspannung von ca. 22 Volt (Siliziummodule) bzw. 50 Volt (Dünnschichtmodule) erreichen.
Eine Messung der Leerlaufspannung hilft, die Module optimal nach Süden auszurichten. Bei der Installation kann so die Ausrichtung optimiert werden, um den höchstmöglichen Spannungswert zu erreichen.
Sinkt die gemessene Spannung mit der Zeit ab, deutet dies auf Verschmutzung oder Beschädigung der Solarzellen hin. Regelmäßige Messungen helfen daher, den Zustand des Moduls zu überprüfen. Bei starken Abweichungen sollte eine professionelle Modulinspektion erfolgen.
Ist der Dauerbetrieb ohne Last gefährlich?
Hohe Spannung ist für Solarmodulen im Dauerbetrieb ohne Last unbedenklich. Die Module sind für Spannungen bis 1000 Volt ausgelegt. Selbst bei optimaler Sonneneinstrahlung erreicht die Leerlaufspannung nur maximal die Hälfte dieses Wertes.
Bleibende Schäden an den Solarzellen sind auch nach längeren Betriebszeiten ohne Last nicht zu erwarten. Die Zellen und das Modul sind so konzipiert, dass sie problemlos mit der entstehenden Spannung umgehen können.
Trotzdem empfiehlt es sich, die Module nach Möglichkeit abzustellen, wenn sie nicht genutzt werden. Durch die Erwärmung und die hohe Spannung altern die Materialien schneller. Wenn keine Verbraucher angeschlossen sind, geht die gewonnene Energie verloren. Es ist sinnvoller, die Module zu demontieren und an einem kühlen, schattigen Ort zu lagern.
Zusammenfassung
Der Artikel erklärt, was “ohne Last” bei Solarmodulen bedeutet. Er nennt Gründe, wann Module ohne Last sind und gibt Tipps für den Umgang damit. Messungen der Leerlaufspannung dienen der Optimierung. Für Module ist kein Schaden durch die Spannung zu erwarten.
“Ohne Last” bedeutet, dass die Solarmodule nicht an ein Verbrauchersystem angeschlossen sind. In diesem Zustand bauen die Module zwar Strom auf, dieser fließt aber nirgendwo hin und wird nicht genutzt.
Situationen, in denen Module ohne Last sein können, sind Wartungsarbeiten, die Inbetriebnahme einer neuen Anlage oder ein Wechselrichterausfall. Wichtig ist, verbundene Module niemals bei Sonneneinstrahlung zu trennen. Bei längeren Standzeiten sollte man die Module vorsichtshalber im Schatten parken.
Durch Messung der Leerlaufspannung lässt sich die Leistung der Module optimieren. Für die Module selbst ist der Dauerbetrieb ohne Last ungefährlich. Aufgrund möglicher Gefahren durch hohe Spannung empfiehlt es sich aber, nicht genutzte Module abzustellen oder abzudecken.
James
Gründer von Balkonkraftwerk800W. Seit 2019 spezialisiere ich mich auf das Verfassen zahlreicher Solar-PV-Testberichte, PV-Produktvergleiche und Balkonkraftwerk-Ratgeber. Ich behalte stets eine objektive und unabhängige Perspektive bei.