Qualitätssicherung bei Photovoltaikanlagen: Häufige Fehler und deren Prüfung

Bei der Planung und Installation von Solarsystemen passieren immer häufiger Fehler. Für die Leistungsfähigkeit und Sicherheit muss auf die Qualität geachtet werden.

Inzwischen sind weltweit Photovoltaikanlagen mit einer Gesamtleistung von mehreren hundert Gigawatt installiert. Immer mehr Anlagen werden innerhalb kürzester Zeit aufgebaut und ans Netz angeschlossen.

Der Zeit- und Kostendruck bleibt dabei nicht ohne Folgen.

Immer noch werden bei Planung und Installation der Systeme und Komponenten Fehler gemacht.

Das führt dazu, dass die prognostizierten Erträge nicht erreicht werden, sicherheitsrelevante Mängel vorliegen oder die Anlage aufgrund von Planungs- und Installationsfehlern gar nicht erst an das öffentliche Versorgungsnetz angeschlossen werden kann.

 

1. Den Baufortschritt kontrollieren


Längst haben vor allem die geldgebenden Banken und Investoren großer Solarkraftwerke und kommerzieller Dachanlagen erkannt, dass das Risiko am Ende viel zu hoch ist, in schlecht performende Photovoltaikanlagen investiert zu haben. Aus diesem Grund fordern vor allem die Geldgeber, dass ein ausführliches Abnahmegutachten nach Fertigstellung der Solaranlage erstellt wird.

Grundsätzlich empfiehlt die Solarpraxis Engineering, bei größeren Investitionen eine zusätzliche Baufortschrittskontrolle mit Zwischenabnahmen einzuführen. Bei dieser Zwischenabnahme kann der Gutachter bereits Fehler an Stellen entdecken, die später nicht mehr zugänglich oder einsehbar sind. Vor allem die Gleichstromverkabelung von dachparallelen Anlagen oder die Verlegung von Kabeln im Erdreich kann der Gutachter nur während der Bauphase kontrollieren und Auffälligkeiten oder sogar Mängel feststellen. Später ist das nur noch mit einem erheblichen Mehraufwand möglich. Mit diesen Baufortschrittskontrollen und Zwischengutachten bekommt der Investor gleichzeitig einen Überblick, ob das Kosten- und Zeitbudget eingehalten wird und an welchen Stellen Korrekturen im Projekt vorgenommen werden müssen.

 

2. Überprüfung anhand der Planungsunterlagen


Grundsätzlich sichtet der Prüfer zunächst die Planungsunterlagen, unabhängig davon, ob es sich um eine Zwischen- oder Endabnahme handelt. Danach erfolgt die Begutachtung der Photovoltaikanlage vor Ort. Von der Unterkonstruktion über die Module, Wechselrichter, Verteilungen und die Verkabelung bis zur Übergabestation überprüft er jede installierte Komponente mit Blick auf die Planungsunterlagen, die Einhaltung der Herstellervorschriften, die Qualität der Bauausführung und die Konformität mit einschlägigen Normen und Vorschriften. Dazu zählen unter anderem die Normen der Reihe DIN VDE 0100-xxx, 0126-23 (62446), 0185-305-x, 61643-x.

Die Zahl der einzelnen Prüfpunkte ist üppig und die der Mängel noch viel größer, sodass diese in einem Beitrag gar nicht komplett aufgezählt werden können. Einige häufig vorkommende Beispiele sollen zeigen, wo der Prüfer überall seine Augen haben muss.

 

3. Schwachpunkte bei der Unterkonstruktion


Schon hier zeigt sich, dass die Qualität und die korrekte Montage der Unterkonstruktion das A und O der Solarmodul-Installation ist. Die Firma Gehrlicher Solar beobachtet schon seit Jahren, dass vor allem die Standfestigkeit der Anlage und die Verbindungstechnik zu den Pfosten oft mangelhaft sind. Die richtige Wahl der Erdung, der Blitzschutz und das richtig dimensionierte Fundament sind entscheidend für die Langzeit-Stabilität der Anlage. Hinzu kommt, dass die Unterkonstruktion einiges aushalten muss. Schneelasten, Windlasten, Stürme, Eis, Hagel oder extreme Temperaturen setzen der Unterkonstruktion zu. Deshalb müssen die verwendeten Materialien und die Ausführung den entsprechenden Anforderungen gewachsen sein. Bei Flachdachanlagen sind häufig die statischen Berechnungen der Flachdachbauer nicht den Modul- und Schneelasten entsprechend dimensioniert. Ein weiteres Problem ist, dass die Montageanweisungen der Modulhersteller oft nicht beachtet werden, was zu Montage- und Kabelbränden führen kann.

 

4. Verkabelung überprüfen


Bei der Gleichstromverkabelung der Solarmodule kann es immer wieder zu Fehlern kommen. So werden Kabel falsch angeschlossen, Schutzleiter nicht verlegt, Kabelverbinder nicht isoliert oder gar nicht genutzt und die Kabeldurchführung in die Unterverteilung wird nicht fachgerecht durchgeführt. Als Folge dieser Fehler entstehen unter anderem hohe Übergangswiderstände, die Leitungen erhitzen sich und können sogar durchschmelzen. Bei Reihenverschaltung führen schlechte oder gar keine Durchkontaktierung zu hohen Kontaktwiderständen und damit zu Ausfällen der betroffenen Modulstränge.

 

5. Überhitzung der Wechselrichter vermeiden


Auch bei den Wechselrichtern kann es zu Problemen kommen. Hier sind vor allem Überhitzungen durch unzureichende Belüftung ein häufiges Problem. Wenn die Wechselrichter in geschlossenen Räumen, in Kabelräumen oder in zu kleinen Gehäusen eingebaut werden, kann die Abwärme nicht ausreichend abgeführt werden. Das führt zu einer erhöhten Betriebstemperatur und beeinträchtigt die Lebensdauer des Wechselrichters erheblich. Eine angemessene Kühlung und Belüftung der Wechselrichter ist daher entscheidend, um optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

 

6. Schutzeinrichtungen prüfen


Bei den Unter- und Hauptverteilungen reichen die Mängel von unsachgemäßen Kabeldurchführungen in das Gehäuse bis zu losen Verschraubungen an Klemmen. Teilweise werden auch immer wieder die falschen Kabelschuhe oder Prismenklemmen beim Übergang von Aluminiumkabeln auf Kupferanschlüsse angewandt oder erst gar nicht eingesetzt.

Ein zentraler Teil der Abnahmen beinhaltet auch die Prüfung aller sicherheitsrelevanten Komponenten und Einrichtungen. Das beginnt beim Potenzialausgleich und reicht über die Erdung bis zum Einsatz von Blitzschutz- und Überspannungskomponenten. Hierzu zählt auch die Überprüfung des NA-Schutzes und des Blindleistungsrichtungs-Unterspannungsschutzes.

 

Fazit

Eine gründliche Qualitätssicherung ist unerlässlich, um die Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Langlebigkeit von Photovoltaikanlagen zu gewährleisten. In diesem Artikel haben wir einige der typischen Fehler bei der Planung und Installation von Solarsystemen untersucht und die Bedeutung einer umfassenden Qualitätskontrolle betont.

Die Kontrolle des Baufortschritts, die Überprüfung anhand der Planungsunterlagen, die Inspektion der Verkabelung, die Vermeidung von Überhitzung der Wechselrichter und die Prüfung der Schutzeinrichtungen sind wichtige Schritte, um potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Darüber hinaus ist es entscheidend, die Solarmodule regelmäßig zu inspizieren und ihren tatsächlichen Ertrag mit dem prognostizierten Ertragsgutachten abzugleichen. Nur durch eine sorgfältige Überwachung und regelmäßige Wartung können maximale Leistung und Effizienz gewährleistet werden.

Letztendlich führt eine professionelle Qualitätssicherung nicht nur zu einer besseren Performance der Photovoltaikanlagen, sondern auch zur Zufriedenheit der Investoren und Betreiber. Eine korrekt installierte und funktionierende Anlage trägt dazu bei, die Energiewende voranzutreiben und einen nachhaltigen Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Durch die Vermeidung von Fehlern und Mängeln können langfristige Kosten gesenkt und die Rentabilität der Photovoltaikanlage verbessert werden.

Qualitätssicherung sollte von Beginn an als integraler Bestandteil jeder Solarprojektplanung und -installation betrachtet werden. Es ist ratsam, erfahrene Solarteure und Installationsbetriebe zu engagieren, die über das nötige Fachwissen und die Kompetenz verfügen, um eine einwandfreie Ausführung sicherzustellen.

Indem wir uns auf eine sorgfältige Überprüfung und Fehlerbehebung konzentrieren, können wir sicherstellen, dass Photovoltaikanlagen optimal funktionieren und ihren vollen Nutzen entfalten. Die Investition in hochwertige Komponenten und eine professionelle Installation zahlt sich langfristig aus und trägt zur Förderung erneuerbarer Energien bei.

Nur durch eine umfassende Qualitätssicherung können wir die Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Langlebigkeit von Photovoltaikanlagen gewährleisten und einen nachhaltigen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Es liegt an uns, diese Verantwortung wahrzunehmen und sicherzustellen, dass die Solarenergie ihr volles Potenzial entfalten kann.