Definition
Die I-V-Kennlinie (auch U-I-Kennlinie) ist die grafische Darstellung des Stroms (I) eines PV-Moduls oder Strings in Abhängigkeit von der Spannung (U). Sie verläuft von der Kurzschlussstromstärke I_SC bei null Volt bis zur Leerlaufspannung U_OC bei null Ampere. Der Maximum Power Point (MPP) liegt am Knick der Kurve.
Aufbau und Kennzahlen
- –I_SC (Kurzschlussstrom): Strom bei kurzgeschlossenen Klemmen, temperatur- und einstrahlungsabhängig
- –U_OC (Leerlaufspannung): Spannung im offenen Stromkreis, temperaturabhängig
- –P_MPP: maximale Leistung am Knickpunkt der Kennlinie
- –Füllfaktor (FF): Verhältnis P_MPP / (U_OC × I_SC), typisch 0,75–0,82 bei guten Modulen
Was die Kennlinie zeigt
Eine I-V-Kennlinienmessung im Feld ist eines der wichtigsten Diagnosewerkzeuge im Gutachten. Charakteristische Abweichungen vom Idealverlauf liefern eindeutige Befunde: Stufenförmige Einbrüche deuten auf Verschattung oder defekte Bypassdioden hin, ein verminderter Füllfaktor auf Serienwiderstand-Probleme (Verschmutzung, Korrosion), ein abgesenkter I_SC auf gleichmäßige Verschmutzung oder Modulalterung, ein abgesenkter U_OC auf Defekte einzelner Zellen oder Modulpartien.
ℹ️ Hinweis
Die I-V-Kennlinie wird zur Bewertung immer auf Standard-Testbedingungen (STC: 1000 W/m², 25 °C, AM 1,5) normiert. Nur dann sind Felddaten mit Datenblatt-Werten vergleichbar. Modernere Messgeräte rechnen die Korrekturen automatisch mit.
Praktische Relevanz
Bei Streitigkeiten über Minderertrag oder Modulqualität ist die String-weise I-V-Messung das wichtigste Beweismittel. Im Gegensatz zur reinen Ertragsmessung liefert sie die elektrischen Ursachen einer Leistungsabweichung. Anlagen-Sachverständige nutzen sie regelmäßig als Pflichtmessung bei Abnahmen, im Mängelgutachten und bei der Schadensbewertung nach Hagel- oder Sturmereignissen.
Vertiefende Inhalte
Verwandte Begriffe
MPPT (Maximum Power Point Tracking)
Regelelektronik im Wechselrichter, die den Arbeitspunkt der PV-Module kontinuierlich auf die maximale Leistung nachführt. Multi-MPPT-Designs erlauben separate Optimierung mehrerer Strings.
Bypassdiode
Elektronisches Bauteil in der Anschlussdose von PV-Modulen, das verschattete oder defekte Solarzellen überbrückt und so Hot-Spot-Schäden verhindert.
PID (Potential-induzierte Degradation)
Schleichender Leistungsverlust kristalliner PV-Module durch Ionenwanderung infolge der Spannungsdifferenz zwischen Zelle und geerdetem Modulrahmen.