PV Hagel: Hagelkörner bei heftigen Unwettern bilden eine ernstzunehmende Gefahr für Solaranlagen. Wie können sich Eigentümer:innen schützen? (Foto: Champers Fu, Unsplash)
PV Hagel: Die Nutzung von Photovoltaikanlagen gewinnt in Deutschland zunehmend an Beliebtheit. Doch die Zunahme von Extremwetterereignissen, bedingt durch den Klimawandel, wirft Fragen auf: Wie widerstandsfähig sind PV-Anlagen gegenüber Hitze, Sturm, Starkregen und anderen Starkwetterereignissen? Und vor allem: Halten Solarzellen Hagel aus?
Schäden an PV-Anlagen: Das Wichtigste kurz gefasst
- Extremwetter: Der Klimawandel führt zu einer Zunahme von Hitze, Sturm, Starkregen und Hagel, insbesondere in Regionen wie Süddeutschland.
- Hagel: Typische Schäden an PV-Anlagen umfassen Glasbruch, Mikrorisse in Solarzellen, Rahmenschäden und beschädigte Schutzschichten.
- Hitze: Hohe Temperaturen können die Effizienz von PV-Anlagen reduzieren. Länger andauernde Hitzeperioden beschleunigen die Alterung der Module und können zu Schäden an elektrischen Komponenten führen.
- Maßnahmen: Module mit hoher Hagelwiderstandsklasse, ihre regelmäßige Wartung und visuelle Inspektionen helfen, Schäden vorzubeugen. Gegen überdurchschnittliche Hitze empfehlen sich spezielle UV-Schutzbeschichtungen.
- Versicherungsschutz: Wohngebäudeversicherungen decken in der Regel Hagelschäden ab, aber zusätzliche Photovoltaik-Versicherungen sind ratsam, um spezifische Risiken wie Ertragsausfall abzusichern.
- Versteckte Schäden: Die Überwachung der Leistungsdaten und Inspektion durch Fachleute sind notwendig, um Mikrorisse und elektrische Defekte frühzeitig zu identifizieren.
- Solardachziegel sind in ihrer Wetterbeständigkeit mit herkömmlichen Dachziegeln vergleichbar und erfüllen aktuell die Hagelschutzklassen 3 bis 5.
Hagel und Photovoltaik: Extremwetter in Deutschland
Hagelkörner entstehen, wenn warme, feuchte Luft aufsteigt und in großen Höhen kondensiert und gefriert. Starke Aufwinde in Gewitterwolken tragen dazu bei, dass die Eiskristalle zusätzliche Schichten anlagern und zu größeren Hagelkörnern heranwachsen. Der wissenschaftliche Kenntnisstand zeigt eindeutig, dass die Intensität und Häufigkeit von Extremwetterereignissen in Deutschland infolge des Klimawandels deutlich zugenommen haben. Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) verdeutlichen, dass Ereignisse wie Hitze, Gewitter, Hagel und Starkregen häufiger auftreten und dabei verheerende Schäden anrichten. Diese Phänomene stellen nicht nur eine Herausforderung für die öffentliche Sicherheit, Infrastruktur und Landwirtschaft dar, sondern auch für technische Installationen wie Photovoltaikanlagen. Alle Extremwetterereignisse hängen eng miteinander zusammen und sind oft das Ergebnis komplexer klimatischer Wechselwirkungen. Jedoch sind es vor allem Hitze und Hagel, die für Solaranlagen unmittelbare Herausforderungen darstellen können.
Steigende Hitze
Die Zunahme der Hitzeperioden ist eine der am besten dokumentierten und gravierendsten Folgen des Klimawandels in Deutschland. Durchschnittliche Temperaturen steigen und Hitzewellen dauern länger an. Die Zahl der Hitzetage mit Temperaturen über 30 °C hat sich seit den 1970er-Jahren mehr als verdoppelt. Diese Entwicklung belastet nicht nur die menschliche Gesundheit, sondern auch technische Systeme wie PV-Anlagen, die durch hohe Temperaturen in ihrer Leistung eingeschränkt werden können.
Größere Hagelkörner
Hagel ist eine der schwersten vorherzusagenden Wettererscheinungen. Studien zeigen, dass Hagelstürme in den letzten Jahrzehnten an Häufigkeit und Stärke zugenommen haben, insbesondere in Süddeutschland (Verti Versicherung AG). Hagelkörner mit einem Durchmesser von über 4 cm sind in der Lage, selbst widerstandsfähige Oberflächen zu beschädigen. Diese Zunahme wird auf die veränderten klimatischen Bedingungen und eine stärkere Aufheizung der Atmosphäre zurückgeführt, die die Bildung größerer Hagelkörner begünstigt. Hagel auf Photovoltaik: Wie groß ist die Gefahr?
Hagel Solaranlage: Schäden und Schutz
Hagelschutz für Solaranlagen: In den letzten Jahren wurden in Europa Hagelkörner mit Durchmessern von bis zu 19 cm dokumentiert, wie etwa in Norditalien. In Deutschland hält ein 14,1 cm großer Hagelbrocken den Rekord.
Eine Studie des Europäischen Unwetterforschungszentrums (ESSL) aus dem Jahr 2023 zeigt, dass Hagelunwetter in Europa zugenommen haben und die Hagelkörner größer geworden sind. Wärmere Meerestemperaturen im Mittelmeer fördern die Verdunstung und liefern zusätzliche Energie, die in Gewitterwolken aufsteigt und für starke Aufwinde sorgt. Diese Aufwinde begünstigen wiederum die Bildung größerer Hagelkörner. Nicht alle Regionen sind dabei gleich stark betroffen, wie eine Auswertung der Verti Versicherungen AG zeigt. Diese basiert auf den Bestandsdaten des Versicherers zu den gemeldeten Hagelschäden 2023.
In Bayern, Nordhessen und Baden-Württemberg fallen statistisch gesehen die meisten Hagelniederschläge. (Grafik: Autarq; Quelle: Verti Versicherungen AG)
Mögliche Schäden an der PV-Anlage durch Hagel
Hagel auf Photovoltaik: Hagelschäden an Photovoltaikanlagen können erheblich sein und hängen von der Intensität des Hagelsturms sowie der Größe der Hagelkörner ab. Zu den häufigsten Schäden gehören:
- Glasbruch: Große Hagelkörner können die Glasoberfläche der PV-Module durchschlagen oder stark beschädigen, was zu einem vollständigen Ausfall der betroffenen Module führen kann.
- Mikrorisse in Solarzellen: Auch wenn die Glasoberfläche unversehrt bleibt, können durch den Aufprall Mikrorisse in den Solarzellen entstehen. Diese feinen Risse beeinträchtigen die Leistung der Module, da sie den Stromfluss stören und langfristig die Lebensdauer verkürzen.
- Rahmenschäden: Intensive Hagelschläge können die Aluminiumrahmen der Module verformen oder verbiegen, wodurch die strukturelle Integrität der gesamten Anlage gefährdet wird. Dies kann zu einer verminderten Stabilität und möglichen Problemen bei der Befestigung führen.
- Beschädigung von Schutzschichten: Wiederholte Hagelereignisse können die Schutzschichten der Module abtragen oder beschädigen, was die Anlage anfälliger für weitere Witterungseinflüsse wie Feuchtigkeit und UV-Strahlung macht und die Lebensdauer der Module reduziert.
Hagelschutzklassen Photovoltaik
Die Hagelwiderstandsklassen spielen eine entscheidende Rolle für die Lebensdauer und den sicheren Betrieb der Solaranlage. Um die Widerstandsfähigkeit von Dachmaterialien, Fenstern, Fassaden und PV-Modulen zu beurteilen, wurden von verschiedenen Normungsgremien spezielle Hagelwiderstandsklassen entwickelt. Diese geben Eigentümer:innen Aufschluss darüber, wie widerstandsfähig die Systeme sind.
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Mit Blick auf Solar reichen die Klassen von PV-Modul-Hagelklasse 1 über PV-Modul-Hagelklasse 2, 3 und 4 bis zur höchsten PV-Modul-Hagelklasse 5. Ein Modul mit einer Zertifizierung für Klasse 5 ist darauf ausgelegt, Hagelkörnern mit einem Durchmesser von bis zu 50 mm standzuhalten, ohne Funktionsstörungen zu erleiden. In die niedrigste Klasse, HW 1, fallen Bauteile, die zwar einen Hagelschlag von 10 mm Durchmesser unbeschadet überstehen, jedoch bei 20 mm großen Körnern Schäden aufweisen können.
| Hagelwiderstand | Durchmesser in Millimetern (mm) | Masse in Gramm (g) | Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde (m/s) | Klassengrenze in Joule (J) |
| HW 1 | 10 | 0,5 | 13,8 | 0,04 |
| HW 2 | 20 | 3,6 | 19,5 | 0,7 |
| HW 3 | 30 | 12,3 | 23,9 | 3,5 |
| HW 4 | 40 | 29,2 | 27,5 | 11,1 |
| HW 5 | 50 | 56,9 | 30,8 | 27,0 |
Hinweis: Bei den Energiewerten (Klassengrenze in J) handelt es sich jeweils um die obere Grenze.
Um Hagelschäden an Photovoltaikanlagen zu vermeiden, ist es empfehlenswert, auf Technologien mit einer hohen Hagelwiderstandsklasse zu achten.
Hitze Solaranlage: Schäden und Schutz
Ohne Sonne, keine Solarenergie – doch auch extreme Hitze kann für Photovoltaik-Anlagen eine Herausforderung darstellen. In Regionen mit hohen Temperaturen, die in den Sommermonaten häufig 30 °C und mehr erreichen können, ist das besonders relevant. In den letzten Jahren hat die Zahl der Hitzetage – Tage, an denen Temperaturen über 30 °C liegen – in vielen Gebieten deutlich zugenommen (Umweltbundesamt).
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Mögliche Schäden bei PV durch Hitze
Überdurchschnittlich hohe Hitze kann sich über einen längeren Zeitraum negativ auf die Effizienz von Photovoltaikanlagen auswirken, insbesondere wenn eine ausreichende Hinterlüftung fehlt. Eine fehlende Kühlung führt zur Überhitzung der Module. Die Energieproduktion wird verringert. Hohe Temperaturen können dabei zu einer beschleunigten Alterung der Module und potenziellen Schäden an den elektrischen Komponenten führen, was die Lebensdauer der Anlage beeinträchtigen kann. Neben der reinen Temperaturbelastung spielt auch die UV-Strahlung eine Rolle. Längerer und intensiver UV-Einfluss kann die Oberflächenbeschichtungen und die Kunststoffmaterialien der Module schädigen.
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Effizienz und Langlebigkeit sichern
Allgemeingültige Klassen für die Beständigkeit bei Hitze gibt es nicht. Deshalb ist es wichtig, auf Module mit speziellen UV-Schutzschichten zu setzen, die widerstandsfähiger gegen Alterungsprozesse sind und die Effizienz sowie Lebensdauer der Anlage erhöhen. Jedoch können sich Eigentümer:innen an bewährten Maßnahmen und Empfehlungen orientieren, um ihre PV-Anlage optimal zu schützen und ihre Leistung bei hohen Temperaturen zu erhalten. Dabei sollten folgende Punkte beachtet werden:
- Hinterlüftung: Eine ausreichende Hinterlüftung der PV-Module sorgt für eine gute Luftzirkulation, verhindert Überhitzung und optimiert die Kühlung, was die Leistung der Anlage verbessert.
- Qualität: Hochwertige Solarmodule, die für hohe Temperaturen und intensive UV-Strahlung ausgelegt sind, halten den Beanspruchungen besser Stand und haben eine längere Lebensdauer.
- Montagewinkel und Abstand: Die Module sollten in einem geeigneten Winkel installiert sein, um sowohl die Sonneneinstrahlung optimal zu nutzen als auch eine gute Luftzirkulation zu ermöglichen.
- Reflektionsschutz und Beschichtung: Module mit speziellen Schutzbeschichtungen helfen, die Auswirkungen von UV-Strahlung zu minimieren und das vorzeitige Altern der Module zu verhindern.
- Wartung: Eine jährliche Sichtkontrolle und eine Wartung, die alle zwei bis drei Jahre stattfindet, stellen sicher, dass alle Verbindungen und Komponenten in einwandfreiem Zustand sind. Dadurch können Hitzeschäden frühzeitig erkannt und vorgebeugt werden.
- Kühlsysteme: In sehr heißen Regionen kann der Einsatz passiver oder aktiver Kühlsysteme sinnvoll sein, um die Temperatur der Module zu regulieren und ihre Effizienz zu verbessern.
Diese Maßnahmen tragen dazu bei, die Lebensdauer und Leistung der Solaranlage bei hohen Temperaturen zu maximieren.
Flexible Solarmodule-Hinterlüftung: Niedrigere Temperatur, höhere Leistung
Hagel- und Hitzeschutz von Solardachziegeln
Solar-Hagelschutz: Solardachziegel stellen eine besondere Form der gebäudeintegrierten Photovoltaik dar und bieten eine Kombination aus traditioneller Dacheindeckung und Solarenergie. In puncto Wetterbeständigkeit bieten sie gegenüber herkömmlichen Dachziegeln keine Einschränkungen. Hagel und Photovoltaik: Ob Regen, Hagel oder Sturm – Solardachziegel erfüllen dieselben Anforderungen wie klassische Ziegel. Dies wird durch die Verwendung von Standard-Dachziegeln als Grundlage und einer Oberfläche aus speziell gehärtetem Solarglas gewährleistet, das aktuell die Hagelschutzklasse 3 erfüllt. Da Solardachziegel das identische Falzsystem wie herkömmliche Dachziegel verwenden, bleiben Wasserdichtigkeit und die Funktionalität des Daches erhalten.
Solardachziegel: Effizient, attraktiv, fortschrittlich – und einfach zu verlegen
PV Hagel: Solardachziegel halten Regen, Schnee, Hagel und Eis ebenso stand wie traditionelle Ziegel. (Foto: WE SUM GmbH)
Der Einsatz von bewährten Materialien und gehärtetem Solarglas bietet einen hohen Schutz gegen unterschiedliche Witterungseinflüsse, einschließlich UV-Strahlung. Auch die Verklebung der Solarmodule auf den Dachziegeln ist UV-beständig. Sie entspricht den strengen Anforderungen der Bauindustrie, verfügt über eine TÜV-Bauartzulassung und wurde umfassend in Klimakammer-Tests geprüft. Welche Versicherung für Solaranlage? Für den Versicherungsschutz kann eine Allgefahrenversicherung für Photovoltaikanlagen eine sinnvolle Absicherung sein. Diese deckt nahezu alle denkbaren Schäden ab, darunter Blitzschlag, Hagel, Feuer, Vandalismus und sogar Fehlbedienung.
Photovoltaik-Versicherung: Wie sinnvoll ist sie?
Antworten auf häufige Fragen
Wie empfindlich ist das Autarq System bei starker Hitze?
Es ist allgemein bekannt, dass Solaranlagen weniger leisten, je heißer sie sind. Diese Abhängigkeit, auch Temperaturkoeffizient genannt, beträgt ca. 0,4 % je Grad Celsius.
Der Referenzwert liegt in diesem Fall bei 25 °C. Da Dächer im Sommer bis zu 80 °C heiß werden können, bedeutet dies, dass sie an diesen Tagen etwa 22 % weniger Leistung abgeben (d.h. die Differenz von 55 °C x 0,4 %), als sie theoretisch bei gleicher Einstrahlung und 25 °C abgeben würden. Das ist vollkommen normal und bei allen Solaranlagen der Fall. Die Frage ist, ob Autarq Solardächer heißer gegenüber Aufdach-Solaranlagen werden – und wenn ja, um wie viel. Messungen haben ergeben, dass der Temperaturunterschied an normalen (heiter bis wolkigen) Tagen ca. 5–10 °C beträgt und mit dem entsprechenden Leistungsabfall von 2–4 % kaum ins Gewicht fällt. An sehr sonnigen und heißen Tagen (in Deutschland max. 50 Tage pro Jahr) kann durchaus ein Temperaturunterschied von 10–20 °C gemessen werden, d.h. das System generiert bis zu 8 % weniger Ertrag. Soll in erster Linie Solarstrom zur Eigennutzung erzeugt werden, dann ist dieser Leistungsabfall irrelevant – denn an sehr sonnigen und heißen Tagen werden im Normalfall mindestens 150 % des benötigten Stroms erzeugt.
Welche Versicherung zahlt bei Hagelschaden am Haus?
Bei einem Hagelschaden am Haus übernimmt in der Regel die Wohngebäudeversicherung die Kosten für die Reparatur oder den Ersatz beschädigter Teile des Gebäudes, einschließlich des Dachs, Fassaden, Fenster und fest installierter Solaranlagen. Diese Versicherung deckt Schäden ab, die durch Naturgewalten wie Sturm, Hagel, Blitzschlag und Feuer entstehen. Für speziellere Schäden wie an der Photovoltaikanlage selbst ist es wichtig zu prüfen, ob diese in der Wohngebäudeversicherung eingeschlossen ist oder ob eine separate Photovoltaik-Versicherung abgeschlossen wurde. Eine Photovoltaik-Versicherung kann zusätzliche Gefahren wie Überspannungsschäden, Diebstahl oder Ertragsausfall absichern. Es empfiehlt sich, den genauen Deckungsumfang der bestehenden Versicherungen zu überprüfen oder sich bei der Versicherungsgesellschaft zu erkundigen, um sicherzustellen, dass alle potenziellen Schäden durch Hagel und andere Witterungseinflüsse abgedeckt sind.
Sicherheit Photovoltaik: Planung, Förderung, Betrieb und Wartung
Wie erkenne ich versteckte Schäden an meiner Solaranlage nach einem Unwetter?
Um versteckte Schäden an einer Solaranlage nach einem Unwetter zu erkennen, ist eine systematische Herangehensweise entscheidend. Zunächst sollte eine visuelle Inspektion der Anlage aus sicherer Entfernung erfolgen, um offensichtliche Schäden wie Risse, Verformungen oder Verschmutzungen an den Solarmodulen, Verkabelungen oder der Halterung zu identifizieren. Anschließend kann die Leistungsüberwachung helfen, versteckte Probleme zu erkennen: Ein merklicher Rückgang der Stromproduktion im Vergleich zu den üblichen Werten vor dem Unwetter weist oft auf Mikrorisse in den Modulen oder Defekte an elektrischen Komponenten hin. Der Wechselrichter sollte ebenfalls kontrolliert werden, da er oft Fehlercodes oder Warnmeldungen anzeigt, die auf Probleme innerhalb der Anlage hinweisen. Für eine detaillierte Prüfung ist es ratsam, einen zertifizierten PV-Installateur oder Gutachter hinzuzuziehen. Diese Fachleute verfügen über die notwendige Ausrüstung, um Mikrorisse, defekte elektrische Anschlüsse und Schäden an der Unterkonstruktion aufzuspüren.
