Solar-Log 1000 PM+ defekt: RS485-Ausfall an einer 248-kWp-PV-Anlage
Die Anlage speiste weiter ein — trotzdem waren große Teile der Wechselrichter für Monitoring und Fernsteuerung nicht mehr erreichbar. Bei einer gewerblichen Bestandsanlage mit rund 248 kWp haben wir den Fehler systematisch am RS485-Bus eingegrenzt. Der entscheidende Nachweis gelang durch einen Kreuzvergleich der beiden Datenschnittstellen des vorhandenen Solar-Log 1000 PM+.
Das Projekt auf einen Blick
- Anlage
- rund 248 kWp
- Wechselrichter
- 28 Stück, gemischte Baujahre
- Gebäudeteile
- 3
- Kommunikation
- RS485, zwei Datenstränge
- Datenlogger
- Solar-Log 1000 PM+ → Solar-Log Base 100
Das Fehlerbild: Die Anlage produziert – aber die Fernsteuerung fällt aus
Gemeldet wurde ein unzuverlässiges Einspeisemanagement. Dazu kam, dass ein großer Teil der Wechselrichter im Monitoring nicht mehr auftauchte. Die Anlage selbst lief weiter: Die Wechselrichter speisten ein, die Erträge sahen unauffällig aus.
Genau das macht diese Fehlerklasse tückisch. Erzeugung und Fernsteuerung sind zwei getrennte Funktionsketten. Fällt die zweite aus, merkt man es am Zähler nicht — es leuchtet keine Warnlampe, und ein Datenlogger, der nichts mehr meldet, meldet auch seinen eigenen Zustand nicht mehr.
Erschwerend kam hinzu, welche Rolle der Datenlogger in dieser Anlage hatte: Er war nicht nur für das Portal zuständig. Er nahm die Leistungsbegrenzungs-Sollwerte des Rundsteuerempfängers entgegen und gab sie an die Wechselrichter weiter. Mit ihm hing also das Einspeisemanagement zusammen.
Zu Beginn der Fehlersuche wurden an der betroffenen Datenschnittstelle 25 Wechselrichter nicht erkannt. Wiederholte Geräteerkennungen an dieser Schnittstelle blieben ohne Treffer. Der betroffene Anlagenteil umfasste mehr als 225 kWp. Eine Abregelung durch den Netzbetreiber hätte diesen Teil der Anlage nicht mehr erreicht.
Wo liegt der Fehler – Rundsteuerempfänger, Bus, Wechselrichter oder Datenlogger?
Bei einer Anlage mit 28 Wechselrichtern auf drei Gebäudeteilen kommen mehrere Stellen in Frage. Vor der ersten Messung standen diese Möglichkeiten nebeneinander:
- Rundsteuerempfänger und seine Signale
- Konfiguration des Datenloggers
- RS485-Verkabelung
- Busterminierung
- Kommunikationsmodule der Wechselrichter
- Datenschnittstelle des Datenloggers
Der naheliegende Weg wäre gewesen, den Datenlogger einfach zu ersetzen. Das hätte allerdings weder bewiesen, dass er die Ursache war, noch die anderen Möglichkeiten ausgeschlossen. Wäre der Fehler in Wirklichkeit in der Verkabelung oder in den Kommunikationsmodulen gelegen, wäre nach dem Tausch derselbe Zustand geblieben — nur mit einem neuen Gerät.
Erschwerend kommt hinzu, dass sich mehrere dieser Ursachen im selben Symptom zeigen: „Wechselrichter antwortet nicht“ sieht bei einer unterbrochenen Ader genauso aus wie bei einem defekten Kommunikationsmodul oder einer toten Schnittstelle. Das Symptom unterscheidet die Ursachen nicht — nur die Messung an den Übergängen tut das. Wie wir dabei vorgehen, beschreibt die Leistungsseite zur Fehlersuche an Rundsteuerempfänger und Datenlogger.
Deshalb wurde zuerst gemessen.
Der entscheidende Kreuzvergleich am RS485-Bus
Der Datenlogger hatte zwei getrennte Datenschnittstellen, an denen je ein Anlagenstrang hing. Statt einzelne Komponenten zu tauschen, wurde dasselbe Anlagenkabel nacheinander an beide Schnittstellen angeschlossen. Damit blieben Kabel, Klemmstellen und angeschlossene Geräte gleich — verändert wurde nur eine einzige Größe: die verwendete Schnittstelle des Datenloggers.
Gemessen wurde der Ruhepegel zwischen Klemme 1 und Klemme 4:
Ruhepegel Klemme 1 – 4, gemessen an beiden Schnittstellen
| Datenstrang | Schnittstelle A | Schnittstelle B |
|---|---|---|
| Strang mit 3 Wechselrichtern | +0,420 V DC | −0,0135 V DC |
| Strang mit 25 Wechselrichtern | +0,489 V DC | +0,040 V DC |
Das Ergebnis ist eindeutig: Beide Anlagenkabel lieferten an Schnittstelle A einen ordnungsgemäßen Signalpegel. An Schnittstelle B war kein entsprechender Pegel vorhanden. Eine Geräteerkennung über Schnittstelle A fand die erreichbaren Wechselrichter; an Schnittstelle B blieben die Erkennungsläufe ohne Treffer.
Der Ruhepegel ist deshalb aussagekräftig, weil er auch dann anliegt, wenn gerade keine Daten übertragen werden. Er zeigt, ob die Schnittstelle den Bus überhaupt noch in einen definierten Zustand bringt. Fehlt er, hilft es nicht weiter, den Datenverkehr zu beobachten — es gibt keinen. Genau das war an Schnittstelle B der Fall: An A lagen an beiden Strängen einige Hundert Millivolt an, an B praktisch nichts.
Damit ließ sich der Fehler auf die Schnittstelle B des Datenloggers eingrenzen — ohne ein einziges Bauteil auf Verdacht zu tauschen.
Weitere Fehler im Bus – aber nicht die Ursache des Ausfalls
Es wäre unehrlich zu behaupten, die Verkabelung sei im Übrigen einwandfrei gewesen. Bei der Aufnahme wurden mehrere Mängel am RS485-Bus gefunden:
- Fehlender 120-Ohm-Abschlusswiderstand an einem Strang
- nachgerüstet
- Unterbrechung in der Datenleitung
- behoben
- Lose und unsauber abisolierte Adern an mehreren Klemmstellen
- behoben
- Kein Überspannungsableiter in der Datenleitung
- offen
Diese Punkte mussten behoben werden, und sie können für sich genommen Kommunikationsprobleme verursachen. Den Unterschied zwischen Schnittstelle A und Schnittstelle B erklärten sie jedoch nicht: Es war derselbe Bus, dieselben Klemmstellen, dieselben Geräte. An A funktionierte er, an B nicht.
Umrüstung auf Solar-Log Base 100
Nach dem Befund wurde der Datenlogger ersetzt und die Anlage wieder in Betrieb genommen:
- Alten Solar-Log 1000 PM+ ausgebaut und gegen einen Solar-Log Base 100 ersetzt
- Erweiterungsmodul MOD I/O eingebaut
- Anlagenkonfiguration aus der Datensicherung des Altgeräts übernommen
- 24 Wechselrichter parametriert und wieder eingebunden
- Busterminierung und beanstandete Klemmstellen instand gesetzt
- Einspeisemanagement über den Rundsteuerempfänger wiederhergestellt
- Funktionsnachweis der 100-%-Stufe am neuen Gerät bestanden — der Sollwert wurde korrekt übernommen
- Herstellerportal für die laufende Überwachung eingerichtet
Dokumentiert ist der Funktionsnachweis der 100-%-Stufe. Ob darüber hinaus weitere Abregelstufen geprüft wurden, geht aus dem Einsatzbericht nicht hervor — und wird hier deshalb auch nicht behauptet.
Vier Wechselrichter blieben zunächst ohne Datenverbindung
Nach dem Tausch des Datenloggers antworteten vier Wechselrichter mit zusammen 59 kWp weiterhin nicht auf dem Datenbus. Die Leitung durch diesen Anlagenteil war nachweislich durchgängig — Geräte dahinter antworteten. Alle vier hingen an demselben Strang, an dessen anderem Ende die defekte Schnittstelle des Datenloggers saß.
Eine ausgebaute Baugruppe zeigte nach dem Öffnen ein deutliches Schadensbild: ein aufgeplatztes Bauteilgehäuse, zwei verkohlte Krater, Schmelzspuren und Verfärbungen auf der Leiterplatte. Das spricht für einen kurzzeitigen hohen Energieeintrag.
Nach unserer fachlichen Einschätzung sprechen der lokale thermische Schaden und die Art des Ausfalls für eine Überspannungseinwirkung über die angeschlossene Datenleitung. Welches konkrete Ereignis diese Überspannung ausgelöst hat, lässt sich aus dem Bauteilbefund allein nicht bestimmen.
Zwei Umstände passen zu dieser Einschätzung: Die Datenleitung verlief über mehrere Gebäudeteile und bildete damit eine große Leitungsschleife, in die sich eine Überspannung einkoppeln kann. Und ein Überspannungsableiter war in der Datenleitung nicht vorhanden.
Zum Zeitpunkt des dokumentierten Einsatzes war dieser Punkt offen: Die Vermutung, dass die RS485-Baugruppen dieser vier Wechselrichter durch dasselbe Ereignis betroffen sind, war noch durch Prüfung beziehungsweise Tausch der Module zu bestätigen. Ein dokumentierter Abschluss liegt uns für diesen Bericht nicht vor.
Was Betreiber großer Bestands-PV-Anlagen aus dem Fall mitnehmen können
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Der Ertrag zeigt nicht, ob die Fernsteuerung funktioniert.
Die Anlage speiste über den gesamten Zeitraum weiter ein. Ohne Blick ins Monitoring oder eine Meldung von außen fällt ein Ausfall der Steuerstrecke nicht auf.
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Ein Datenlogger ist nicht zwangsläufig nur ein Anzeigegerät.
In dieser Anlage gab er die Sollwerte des Rundsteuerempfängers an die Wechselrichter weiter. Mit ihm fiel deshalb auch das Einspeisemanagement für den betroffenen Anlagenteil aus.
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Bei RS485-Störungen messen statt tauschen.
Ein Gerätetausch auf Verdacht hätte hier weder den Fehler gefunden noch ausgeschlossen. Erst der Vergleich zweier Schnittstellen am selben Kabel war beweiskräftig.
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Terminierung und Klemmstellen gehören zur Busdiagnose.
Beides war hier mangelhaft und musste instand gesetzt werden — auch wenn es den eigentlichen Schnittstellenausfall nicht erklärte.
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Der Überspannungsschutz von Datenleitungen ist eine eigene Frage.
In dieser Anlage war in der Datenleitung kein Ableiter vorhanden. Ob und wie ein Schutz sinnvoll ist, hängt vom konkreten Leitungsverlauf ab und gehört in die Anlagenbewertung.
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Geht es allgemeiner um Bestandsanlagen, Speicher oder Modernisierung: PV-Anlagen und Speicher.