Häufig führen wir Elektrolumineszenz-Messungen an PV-Anlagen durch, um mögliche Hagelschäden an Solarmodulen zu untersuchen. Regelmäßig kommt es durch Einschläge von großen Hagelkörner auf PV-Modulen zum Bruch des Vorderseitenglases. Die Module mit gebrochenen Gläsern sind häufig bereits von Weitem durch ihr helles Erscheinungsbild leicht erkennbar und sind dann ein erster Hinweis für eine möglich Beschädigung der Module durch ein Hagelunwetter. Im Folgenden wollen wir einige Erfahrungswerte zum Thema Glasbruch durch Hagelkorneinschläge weitergeben.

Bitte beachten Sie, dass wir uns bei den folgenden Erläuterung auf PV-Module mit dem typischen Moduldesign der vergangenen Jahre beziehen: Glas/Folie-Modulen mit einem getemperten Vorderseitenglas von 3,2 mm Dicke. Bei modernen Modulen wird inzwischen häufig das Glas/Glas-Design mit Glasdicken von 2,0 mm oder 1,6 mm verwendet. Diese dünnen Gläser können nicht mehr getempert werden, sind deutlich weniger bruchfest und zeigen andere Bruchbilder im Vergleich zu getemperten, dickeren Solargläsern.

Glasbruch an PV-Modulen durch Hageleinschläge ist anhand des charakteristischen Rissbildes des Glases einfach und in der Regel eindeutig anhand von Fotos oder durch visuelle Inspektion erkennbar. In Abbildung 1 und 2 sind zwei Beispiele dargestellt, zusammen mit der entsprechenden Elektrolumineszenz-Aufnahme. Die Hageleinschläge sind eindeutig durch helle Punkt- bzw. kreis- und scheibenförmige Strukturen erkennbar. Das ist das erste wichtige Merkmal um Hagel als Ursache für den Glasbruch zu bestimmen. Sind keine Einschlagstellen im Glas erkennbar, kommt Hagel nicht als Ursache in Betracht. In Abbildung 4 ist beispielsweise ein Modul abgebildet, dessen Vorderseitenglas aufgrund eines Hot-Spots brach. Das zweite wichtige Merkmal ist die große Anzahl an Einschlagstellen, es können duzende oder sogar hunderte Einschlagpunkte pro Modul vorliegen. Die hohe Anzahl an Einschlagstellen ermöglicht die Abgrezung der Schadensursache gegenüber anderen Ursachen, etwa Vandalismus (z.B. Steinwurf) oder andere Beschädigungen durch Dritte (z.B. Sturz von schwerem Werkzeug oder Material auf das Solarmodul).

Interessanterweise setzt sich im Rissbild bei gebrochenen Vorderseitengläser die initiale Hageleinschlagstelle von den restlichen Einschlagstellen ab. Von der initialen Schadenstelle gehen lange, strahlenförmige Risslinien aus. Zusätzlich ist die initiale Einschlagstelle von einem markanten hellen Ring umgeben, wie in den ersten beiden Beispielen zu sehen ist. In Abbildung 3 ist ebenfalls ein Solarmodul mit 3,2 mm starken und getemperten Vorderseitenglas zu sehen, dessen Glas offensichtlich durch Hagelkorneinschläge beschädigt wurde. Doch hier ist kein initialer Einschlagspunkt erkennbar, wie ist das möglich? Bei genauer Betrachtung fällt auf, dass lange, strahlenförmigen Risslinien vorhanden sind, ausgehend von der unteren, rechten Modulklemme. Wir nehmen deswegen an, dass ein schwerer Hageltreffer direkt auf die Modulklemme zum initialen Bruch des Glases an der Stelle der Klemme führte. Eine initiale Einschlagsstelle gibt es dadurch nicht. Es ist auch denkbar, dass das Modulglas bereits vor dem Hagelunwetter gebrochen war, z.B. weil die Modulklemme zu stark angezogen war. Aber sollten keine weiteren konkreten Hinweise auf Installationsfehler vorliegen, so ist Hagel als Ursache unserer Einschätzung nach wahrscheinlicher.

In unten abgebildeter Tabelle sind Daten zu den vier präsentierten Anlagenbeispielen gegeben. Neben dem Anteil an Modulen mit Glasbruch ist noch der Anteil angegeben, bei dem eine eindeutige innerliche Schädigung der Module (Zellrisse) durch Hageleinschläge bei einer Elektrolumineszenz-Untersuchung festgestellt wurde ohne, dass dabei das Glas gebrochen ist. Die Daten lassen den Rückschluss zu, je mehr Glasbruchmodule nach einem Hagelunwetter in einer PV-Anlage vorliegen, umso mehr Zellrisseschäden sind in den Solarmodulen entstanden. Diese Schlussfolgerung ist allerdings trügerisch. Bei EL-Messungen an Dachanlagen mit unterschiedlichen Modultypen zeigen sich oft extrem große Unterschiede bei innerlichen Hagelschäden. So könnene manche Modultypen von extremen Schäden betroffen und andere Modultypen unbeschadet sein, trotz vergleichbarem Moduldesign und dem identischen Installationsort. Außerdem darf nicht davon ausgegangen werden, dass Solarmodule nach einem Hagelunwetter nicht beschädigt wurden, da keine Glasbruch vorliegt. Regelmäßig untersuchen wir PV-Anlagen, die von schweren Hagelschäden betroffen sind, obwohl alle Module rein äußerlich absolut unauffällig sind.