SoP, State of Panels: der Gesundheitsindex der PV-Module in AI-Care

Aktualisiert am 11 Oktober 2026

Der SoP (State of Panels) ist der Gesundheitsindex der Photovoltaikmodule, den AI-Care für jede Heiwit-Anlage berechnet. Er gibt an, wie viel die Module heute im Vergleich zu ihrer Referenz leisten – bei gleicher Sonneneinstrahlung und Temperatur: 100 % bedeutet wie bei der Referenz, und die natürliche Degradation eines Siliziummoduls beträgt drei bis fünf Zehntelprozentpunkte pro Jahr. Berechnet wird er ausschließlich mit den Daten, die der Wechselrichter alle fünf Minuten aufzeichnet, und mit der Einstrahlung am Standort. Drei Prüfungen ergänzen ihn: der Vergleich der beiden Strings, die Verschattungsstunden und die Arbeitsspannung. Sie finden ihn im Anlagenbericht, Abschnitt „Gesundheitsprüfung der Module“.

Für den Akku gibt es seit jeher eine Kennzahl, die jeder versteht: den SoH, State of Health, die Restkapazität im Vergleich zum Neuzustand. Für die Module gab es nichts Vergleichbares. Eine Anlage kann innerhalb von vier Monaten ein Viertel der Produktion eines Strings verlieren, durch Verschmutzung oder ein defektes Modul, und auf der Stromrechnung zeigt sich das erst viel später. Seit Oktober 2026 misst AI-Care auch das, und wir haben ihm einen Namen gegeben: SoP.

Warum ein Index für die Module nötig war

Die Module sind der Teil der Anlage, auf den niemand achtet. Sie haben kein BMS, schalten sich nicht ab und lösen keine Alarme aus. Sie verlieren still an Leistung: Schmutz, der sich auf einer Dachfläche ansammelt, ein Baum, der wächst, ein Steckverbinder, der oxidiert, eine Zelle, die einen Riss bekommt. Die Daten, um das zu bemerken, sind bereits vorhanden: Der Wechselrichter misst alle fünf Minuten Spannung, Strom und Leistung jedes Strings. Was fehlte, war eine Methode, sie auszuwerten.

Das Problem ist aus zwei Gründen nicht trivial. Erstens hängt die Produktion von der Sonne ab: Um zu sagen, ob ein Modul weniger leistet, muss man wissen, wie viel Sonne es erhalten hat. Der zweite Grund ist weniger bekannt und gilt für jede Anlage mit Akku: Während eines Großteils des Tages begrenzt der Wechselrichter die Produktion, weil der Akku voll ist und der Haushalt wenig verbraucht oder weil die Anlage im Nulleinspeisungsmodus läuft. In diesen Momenten sagt die gemessene Leistung nichts über die Module aus. Im Heiwit-Anlagenbestand betrifft die Begrenzung 25 % bis 85 % der Messwerte bei Tageslicht.

Was der SoP misst

Der SoP ist das prozentuale Verhältnis zwischen der aktuellen normierten Leistung des PV-Generators und seiner normierten Referenzleistung. Die normierte Leistung ist die Leistung, die die Module pro 1.000 W/m² Einstrahlung auf ihrer Ebene abgeben, umgerechnet auf 25 °C Zelltemperatur. Dieser Wert hängt nicht vom Wetter und nur wenig von der Jahreszeit ab.

Die Referenz ist die Anlage selbst: ihre ersten Monate an Daten, ohne die ersten sieben Tage der Inbetriebnahme, in denen die Strings oft schrittweise angeschlossen werden. Nennleistung, Modulanzahl, Ausrichtung oder Dachneigung müssen nicht bekannt sein. Jede Anlage wird mit sich selbst verglichen.

Den SoP gibt es in zwei Formen.

• Endgültig, Jahr für Jahr: Jeder Tag wird mit demselben Tag des Vorjahres verglichen. Jahreszeit, Dachausrichtung und saisonale Verschattungen heben sich dadurch systembedingt auf. Diese Methode hat das US-Forschungslabor NREL im Paket RdTools zur Messung der Moduldegradation festgeschrieben. Sie erfordert ein Jahr Datenhistorie: Für die ersten Heiwit-Anlagen ist es im Dezember 2026 so weit.
• Vorläufig, im ersten Jahr: die Leistung der letzten dreißig Tage geteilt durch die der Referenz. Die Jahreszeit wird nur durch das Einstrahlungsmodell auf der Modulebene ausgeglichen, und es bleibt ein Rest, den wir im Anlagenbestand gemessen haben: etwa ±9 %. Deshalb hat der vorläufige Wert weite Schwellen und wird stets als solcher gekennzeichnet.

So wird berechnet

Die Daten des Wechselrichters

Die Wechselrichter Virgo und Lybra zeichnen alle fünf Minuten Spannung, Strom und Leistung jedes der beiden Strings (PV1 und PV2) auf. Es sind dieselben Messwerte, die AI-Care auch für das Dashboard nutzt. Der SoP verlangt der Anlage nichts Neues ab.

Der Filter für den abregelnden Wechselrichter

Das ist der entscheidende Schritt. Wenn der Wechselrichter die Produktion begrenzt, verschiebt sich der Arbeitspunkt des Strings in Richtung Leerlaufspannung: Die Spannung liegt um mehr als 6 % über der Spannung im Punkt maximaler Leistung des Tages, während der Strom unter die Hälfte des Maximums fällt. Wolken bewirken das Gegenteil: Der Strom sinkt, die Spannung bleibt. Die beiden Zustände lassen sich nicht verwechseln, und so können die Momente verworfen werden, in denen die Messung nichts über die Module aussagt. Ohne diesen Filter ist jeder Vergleich der Strings verfälscht, weil der Wechselrichter die beiden MPP-Tracker ungleichmäßig drosselt.

Einstrahlung und Temperatur

Um zu wissen, wie viel Sonne das Dach erhalten hat, nutzt AI-Care die stündlichen meteorologischen Reanalysedaten des Dienstes Open-Meteo (Global-, Direkt- und Diffusstrahlung, Lufttemperatur) für die Koordinaten der Anlage. Die Einstrahlung wird mit einem isotropen Modell bei 25 Grad Neigung auf die Modulebene umgerechnet, und zwar auf die Ebene, die das Dach am besten beschreibt: Süd, Südost/Südwest, Ost/West, Ost oder West. Die Ebene erkennt AI-Care selbstständig anhand der Form der Produktionskurve an klaren Tagen. Die Zelltemperatur wird aus Lufttemperatur und Einstrahlung geschätzt, und die Leistung wird mit dem typischen Koeffizienten von Silizium auf 25 °C umgerechnet.

Der Jahresvergleich

Für jeden Tag der letzten zwölf Monate nimmt AI-Care die normierte Leistung desselben Tages im Vorjahr, mit einer Toleranz von drei Tagen, und berechnet das Verhältnis. Der endgültige SoP ist der Median dieser Verhältnisse; das Intervall zwischen dem 16. und dem 84. Perzentil gibt an, wie genau die Messung ist. Mit einem Jahr Daten lassen sich Anomalien über 3–5 % erkennen; die natürliche Degradationsrate von 0,3–0,5 % pro Jahr erfordert drei bis vier Jahre Vergleiche. Das sagen wir klar, denn ein Index, der mehr verspräche, wäre nicht ehrlich.

Die drei Prüfungen, die den Index ergänzen

String-Abgleich

Der Strom eines Strings ist proportional zur empfangenen Sonneneinstrahlung und nahezu temperaturunabhängig. Bei zwei Strings auf derselben Dachfläche ist das Stromverhältnis eine planerische Konstante: Ändert es sich, ist etwas passiert. AI-Care vergleicht das Verhältnis der letzten dreißig Tage mit dem der Referenz und gibt anhand der normierten Leistung jedes Strings an, welcher der beiden sich verändert hat und in welche Richtung. Ein String, der mehr als die Referenz leistet, weil eine saisonale Verschattung vorüber ist, ist kein Defekt und wird auch nicht als solcher gemeldet. Ein String, der stillsteht, während der andere arbeitet, wird sofort gemeldet.

Verschattung

Wenn ein Schatten einen Teil eines Strings verdeckt, werden die Bypassdioden der betroffenen Module leitend und die Spannung des Strings bricht ein, während der andere String mit normaler Spannung weiterarbeitet. Das ist eine eindeutige Signatur: Kein anderes Phänomen senkt die Spannung nur eines Strings um mehr als ein Fünftel, während der andere normal läuft. AI-Care zählt für jede halbe Stunde an klaren Tagen, wie oft diese Signatur auftritt, und übersetzt sie in einen Satz: „PV1 verschattet von 8:00 bis 10:30 Uhr, etwa 2,5 Stunden pro Tag“. Zudem zeigt es an, ob die Verschattungsstunden gegenüber den ersten Monaten zugenommen haben – ein Zeichen für ein wachsendes Hindernis.

String-Spannung

Die Arbeitsspannung eines Strings hängt von der Anzahl der in Reihe geschalteten Module und von der Temperatur ab. Das Verhältnis der Spannungen beider Strings hebt die Temperatur auf, da sie auf demselben Dach liegen. Ändert sich das Verhältnis, ist ein Modul aus der Reihe ausgefallen oder eine Bypassdiode leitend geblieben: Ein Modul von neun entspricht etwa 11 % der Spannung, ein Substring etwa 4 %. Auch hier vergleicht AI-Care jeden String mit seiner eigenen Referenzspannung, um festzustellen, welcher sich verändert hat, und unterscheidet eine gesunkene Spannung (möglicher Defekt) von einer gestiegenen (veränderter String oder behobenes Anfangsproblem).

Was wir bei einer Stichprobe von Anlagen gesehen haben

Der SoP wurde über die gesamte Historie des Anlagenbestands seit Dezember 2025 berechnet. Bei einer Stichprobe von Anlagen mit ausreichenden Daten sind 49 % unauffällig, 24 % weisen mindestens ein Warnsignal auf, 8 % eine Anomalie, und 16 % sind noch nicht bewertbar, weil sie zu neu sind oder nur einen String haben.

Einige Fälle sagen mehr als Zahlen. Eine Kontrollanlage auf Sizilien mit zwei identischen Strings, die fast nie abgeregelt werden, ergibt über 125 Tage ein Stromverhältnis von 1,000, keine Verschattung und einen monatlichen Ertrag, der von Juni bis Oktober innerhalb von 5 % stabil bleibt: Die Methode erfindet keine Signale, wo keine sind. Eine Anlage in den Marken zeigt einen String, der seit Juni ein Viertel seines Ertrags verloren hat, während der andere stabil geblieben ist – ohne jede Verschattung und bei normaler Spannung: ein gleichmäßiger Stromverlust, vereinbar mit Verschmutzung oder einem Modul mit Mismatch, den ein Techniker prüfen wird. Ein Ost-West-Dach in der Romagna zeigt die Verschattung durch den First in den Randstunden des Tages, wenige Dutzend Minuten auf jeder Dachseite, und die von AI-Care erkannte Ost-West-Ausrichtung hält den monatlichen Ertrag innerhalb von 3 %, während eine Südausrichtung um 21 % danebengelegen hätte.

Wo Sie ihn in AI-Care finden

Der SoP befindet sich im Anlagenbericht, im Bereich „Gesundheitsprüfung der Module“, unter den Karten zum Akku und zur Umweltbilanz. Der Bereich zeigt den Index mit seiner Art (endgültig oder vorläufig), die drei Prüfungen mit einem klaren Status (OK, Achtung, Anomalie, nicht bewertbar) und einen Satz auf Italienisch, der sagt, was festgestellt wurde und was es bedeuten kann. Unter der Verschattungsprüfung hebt ein Stundenbalken die verschatteten halben Stunden jedes Strings hervor.

Derselbe Bereich ist Teil des PDF-Reports , den der Kunde drucken oder speichern kann, mit dem stündlichen Stromverlauf beider Strings an klaren Tagen: Ein abrupter Einbruch zu festen Uhrzeiten auf nur einem String ist eine Verschattung, eine den ganzen Tag niedrigere Kurve ist ein String mit geringerem Ertrag.

Installateure finden ihn auch im Anlagenbestand, Registerkarte Technik, in der Spalte „Module“: der Index, das schwerwiegendste Problem in wenigen Worten und ein Filter, um nur Anlagen mit einer Anomalie anzuzeigen. So finden Sie die Fälle mit einer Anomalie auf einen Blick, ohne jeden Report einzeln zu öffnen.

Die Daten werden jede Nacht aktualisiert. Die Referenz jeder Anlage beginnt mit ihrer Inbetriebnahme; die ersten endgültigen Werte im Jahresvergleich liegen für die ältesten Anlagen im Dezember 2026 vor.

Die Grenzen, klar benannt

• Der vorläufige Wert hat eine Unsicherheit von etwa ±9 %: Zwischen 90 und 110 unterscheidet er nichts, unter 80 ist er aussagekräftig.
• Die natürliche Degradationsrate lässt sich mit einem Jahr Daten nicht messen. Mit einem Jahr erkennt man Anomalien, nicht den halben Prozentpunkt pro Jahr.
• Anlagen mit nur einem String haben nur den Index: Die drei Prüfungen brauchen eine Vergleichsgröße.
• Eine Anlage, die mit einem später behobenen Defekt in Betrieb genommen wurde, hat eine falsche Referenz, bis die fehlerfreie Historie die fehlerhafte überwiegt. In diesem Fall weist AI-Care darauf hin.
• Bei Anlagen, die den größten Teil des Tages abgeregelt werden, gibt es wenige verwertbare Messwerte, und der vorläufige Wert ist weniger zuverlässig. Die Anzahl der verwertbaren Tage wird im Bereich angezeigt.

Methodischer Hinweis und Quellen

Der normierte Ertrag folgt dem Prinzip der temperaturkorrigierten Performance Ratio der Norm IEC 61724-1, angewendet auf Momentanleistungen statt auf Tagesenergien, da die vom Wechselrichter abgeregelte Energie nicht messbar ist. Der Jahresvergleich übernimmt die Year-on-Year-Methode, beschrieben von Jordan, Deline, Kurtz, Kimball und Anderson, „Robust PV Degradation Methodology and Application“, IEEE Journal of Photovoltaics, 2018, und implementiert im Paket RdTools des National Renewable Energy Laboratory. Die Einstrahlung stammt aus dem Reanalyse-Archiv ERA5 über Open-Meteo; die Umrechnung auf die Modulebene ist isotrop (Liu-Jordan); die Zelltemperatur wird mit einem linearen Modell geschätzt, und der Temperaturkoeffizient der Leistung beträgt −0,4 % pro Grad. Der Name SoP, State of Panels, wurde von Heiwit gewählt: In der Batterieliteratur bezeichnet dasselbe Kürzel den State of Power, einen internen Wert der Managementsysteme, den AI-Care nicht anzeigt. Die vollständige Definition des Index mit Schwellenwerten und Validierungsfällen ist dokumentiert und wird zusammen mit dem Code von AI-Care gepflegt.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der SoP einer PV-Anlage?

Es ist der State of Panels, der Gesundheitsindex der Module: das prozentuale Verhältnis zwischen dem heutigen Ertrag der Module und ihrem Referenzertrag bei gleicher Sonneneinstrahlung und Temperatur. 100 % bedeutet wie bei der Referenz. Er ist für die Module das Gegenstück zum SoH des Akkus.

Ist ein Einstrahlungssensor auf dem Dach nötig?

Nein. AI-Care nutzt die Spannungs-, Strom- und Leistungsmessungen der Strings, die der Wechselrichter alle fünf Minuten aufzeichnet, sowie stündliche meteorologische Reanalysedaten für die Koordinaten der Anlage. Keine zusätzlichen Komponenten.

Misst der SoP die Degradation der Module?

Er misst den Ertrag im Vergleich zur Referenz. Mit einem Jahr Daten erkennt der Jahresvergleich Anomalien über 3–5 %. Die natürliche Degradation von 0,3–0,5 % pro Jahr wird nach drei bis vier Jahren Vergleich messbar.

Warum zeigt meine Anlage einen vorläufigen Wert?

Weil sie weniger als ein Jahr Historie hat. Der vorläufige Wert vergleicht die letzten dreißig Tage mit den ersten Betriebsmonaten und enthält einen saisonalen Restfehler von etwa ±9 %. Der endgültige Wert im Jahresvergleich erscheint, sobald die Anlage ein Jahr Daten hat.

Was passiert, wenn AI-Care eine Anomalie an den Modulen meldet?

Die Meldung erscheint im Report mit einem Satz, der sagt, was festgestellt wurde, zum Beispiel welcher String wie viel weniger Ertrag bringt oder zu welchen Uhrzeiten ein String verschattet ist. Es wird keine automatische Aktion ausgelöst: Es ist eine Diagnose für den Kunden und den Installateur, der vor Ort prüfen kann.

Funktioniert der SoP auch bei Anlagen mit nur einem String?

Ja, für den Index, der den Ertrag des gesamten Generators mit seiner Referenz vergleicht. Die drei Prüfungen zu Balance, Verschattung und Spannung brauchen zwei Strings zum Vergleich und sind bei diesen Anlagen nicht bewertbar.

Der SoP ist eine Funktion von AI-Care, dem Smart Energy Manager von Heiwit, verfügbar für alle Anlagen mit Virgo- und Lybra-Wechselrichtern. Weitere Ratgeber, Rechner und Tutorials in der Sammlung der Heiwit-Ratgeber.