Widerstandsfähigkeit von Photovoltaikmodulen gegen Hagel

Seit den Hagelstürmen im Jahr 2022, die in Frankreich versicherte Schäden von über 5 Milliarden € verursacht haben, ist die Hagelbeständigkeit von Photovoltaikmodulen (Hail Resistance) zu einem zentralen Thema geworden. Dieses Risiko, lange Zeit als marginal betrachtet, steht heute an der Spitze der Schadenstatistiken.

Im Jahr 2024 machte Hagel laut Daten eines großen US-amerikanischen Versicherers, die von PVEL weiterverbreitet wurden, nur 6 % der Photovoltaikschäden nach Anzahl aus – jedoch 72 % der in den USA ausgezahlten Entschädigungssummen. Dieses Missverhältnis verdeutlicht die Schwere des Phänomens: Die jüngsten Hagelereignisse überschreiten die regulatorischen Mindestzertifizierungsschwellen (2,5 cm) und verursachen teilweise Leistungsrückgänge von über 30 %, selbst ohne sichtbare Schäden.

In diesem Kontext verschärfen die Versicherer ihre Anforderungen: neue Leistungskriterien, spezifische Selbstbehalte und in einigen Fällen der Ausschluss bestimmter Risikogebiete.
Hagel wird damit zu einem technischen und finanziellen Risikofaktor, der bei jedem exponierten Photovoltaikprojekt frühzeitig berücksichtigt werden muss.

Die PVEL-KIWA-Scorecard 2025 zeigt in der jüngsten Testkampagne zur Zuverlässigkeit von Photovoltaikmodulen eine besorgniserregende Entwicklung:

• 83 % der Hersteller scheitern an mindestens einem Test, gegenüber 66 % im Jahr 2024.
• Die Ausfälle betreffen überwiegend die Prüfungen zur mechanischen Belastbarkeit (Lastaufbringung) und zur Hagelbeständigkeit (Beschuss mit Hagelkörnern), zwei Tests, die für die Dauerhaftigkeit unter extremen Bedingungen besonders kritisch sind.

Warum dieser Rückgang?

Der Kostendruck zwingt die Hersteller dazu, die Stückliste (BOM – Bill of Materials) der Module zu verändern, was ihre mechanische Stabilität und ihre Hagelbeständigkeit beeinträchtigt.

Die Referenznorm für die Zertifizierung von Photovoltaikmodulen, IEC 61215-2 (Abschnitt MQT 17), schreibt einen Hagelbeständigkeitstest vor. Dabei werden 11 Hagelkörner mit einem Durchmesser von 25 mm (±1 mm) bei einer Geschwindigkeit von 23 m/s (rund 83 km/h) aus einer Entfernung von 0,5 bis 1 Meter auf kritische Bereiche des Moduls geschossen: Rahmen, Ecke und Zellmitte.

Um konform zu sein, darf das Modul weder sichtbare Risse noch einen übermäßigen Leistungsverlust aufweisen und muss einen Mindestisolationswiderstand von 3500 Ohm/cm beibehalten. Masse und Durchmesser der Hagelkörner unterliegen einer strengen Toleranz von ±5 %, um die Gültigkeit des Tests sicherzustellen.

Hier finden Sie eine Übersichtstabelle mit den Eigenschaften der nach dieser Norm verwendeten Hagelkörner: 

Dieser Test ist durch die internationale IEC-Referenznorm vorgeschrieben, simuliert jedoch lediglich einen moderaten Aufprall, der die realen Bedingungen vor Ort nicht mehr immer widerspiegelt.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, ergänzt die Norm IEC TS 63397:2022 die IEC 61215. Sie verschärft die Anforderungen durch zusätzliche Prüfsequenzen wie Temperaturwechselzyklen, feuchte Wärme, Elektrolumineszenz-Bildgebung und deckt ein breiteres Spektrum an Hagelkorndurchmessern ab (25, 35, 45 mm usw.). Ziel ist es, die Robustheit von Modulen in anspruchsvolleren Umgebungen sicherzustellen.

Darüber hinaus legt die RG-Norm, die von schweizerischen und österreichischen Institutionen entwickelt wurde, noch strengere Kriterien fest.
Der Hauptunterschied zur IEC 61215-2 liegt in der Temperatur der verwendeten Hagelkörner: −20 °C gegenüber −4 °C ± 2 °C in der IEC-Norm.

Diese niedrigere Temperatur erhöht die Härte der Geschosse deutlich und steigert damit die Schwere der Einschläge.

Der Durchmesser der nach RG geprüften Hagelkörner ist ebenfalls größer (30, 40, 50 mm). Die Auftreffgeschwindigkeit bleibt ähnlich, jedoch wird die Position der Einschläge so angepasst, dass die Randbereiche der Module, die anfälliger sind, stärker beansprucht werden. Die Anzahl der Einschläge (11) bleibt unverändert.

Es ist zu beachten, dass im RG-Protokoll auch ein Beschuss in der Mitte des Glases durchgeführt wird, im Bereich der Bypass-Diode, also an einer Stelle, die einer Öffnung im Modul entspricht und daher mechanisch anfälliger ist.

Wichtiger Hinweis: Die Hagelbeständigkeit lässt sich nicht allein auf die Größe der Hagelkörner reduzieren. Temperatur, Geschwindigkeit und Einschlagposition sind ebenso entscheidende Parameter, die die Schwere des Tests beeinflussen.

Hagelkörner mit einem Durchmesser von 30 bis 50 mm werden heute bei extremen Wetterereignissen häufig beobachtet, insbesondere in Frankreich, Italien oder Deutschland.
Ihre Geschwindigkeit überschreitet oft 30 m/s und liegt damit deutlich über den Bedingungen, die in der Norm IEC 61215 simuliert werden.
 

Folge: Einige nach IEC 61215 zertifizierte Module brechen, bekommen Risse oder werden bei schweren Hagelereignissen funktionsunfähig.
 

Diese Unzulänglichkeit der Normen spiegelt sich auch im Bereich der Photovoltaikversicherung wider. Seit 2024 verschärfen Versicherer ihre Bedingungen: Zuschläge von bis zu +20 %, strengere Selbstbehalte oder sogar die Verweigerung des Versicherungsschutzes für Projekte in Gebieten mit hoher klimatischer Gefährdung. Eine häufige Klausel nennt ausdrücklich die Größe der Hagelkörner und schließt die Schadendeckung aus, wenn am Standort Hagelkörner mit einem Durchmesser von mehr als 30 mm nachgewiesen werden.

Diese Entwicklung verdeutlicht die Notwendigkeit robusterer Module, die besser an die realen Einsatzbedingungen angepasst sind, um sowohl die Langlebigkeit der Anlagen als auch ihre Versicherbarkeit zu gewährleisten

Während Normen Mindestschwellen für die Konformität festlegen, gehen Labortests etwa im Rahmen der IEC TS 63397:2022 oder nach schweizerischen Protokollen weiter, indem sie extreme Bedingungen nachbilden, die den realen Einsatzbedingungen nahekommen.

Diese vertieften Bewertungen ermöglichen es, die tatsächliche Robustheit der Module gegenüber Hagel, klimatischen Schwankungen und Alterung zu beurteilen.

Bei SYNAPSUN bieten wir ein umfassendes Sortiment zertifizierter Photovoltaikmodule an, das über die Mindestanforderungen der IEC-Norm hinausgeht. Dazu zählen Module mit Widerstandsfähigkeit gegen Hagelkörner bis 35 mm (IEC) sowie RG4-Module mit klassischem Glasaufbau 2×2,0 mm, um die Sicherheit Ihrer Photovoltaikanlagen zu gewährleisten.

Ergänzend dazu verfügen wir auch über Module, die speziell darauf ausgelegt sind, maximale Garantien in Bezug auf die Hagelbeständigkeit zu bieten, dank dickerem Glas, das die Robustheit der Module zusätzlich erhöht.

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