Putzen lohnt

Klare Sicht fürSolarzellen

Solartuning für Fassade und Freiflächen

- Solarrendite steigern- Technik und Trends

Ausgabe November 2011

Der Trend in Deutschland bei derEnergieerzeugung auf Photovoltaikzu setzen hat sich im Energiemixmehr als bewährt. Mit zunehmendemAnteil der Photovoltaik auf Dächern,integriert in Fassaden aber auch aufFreiflächen rücken effizienzsteigern-de Maßnahmen immer mehr in denFokus der Anlagenbetreiber.

Während die Reinigung vonGlasfassaden einen festenBestandteil bei Facility Managementund Dienstleistern einnimmt, kommtzunehmend auch der Reinigung vonSolarmodulen immer mehrBedeutung zu.

Schnee und Regen reinigen denanhaftenden Staub und Schmutz beiSolarmodulen ausreichend, so dielandläufige Meinung der PV-Brancheund geht bei Verschmutzen oder ver-schneiten Modulen von einerMinderung zwischen 1 Prozent bis 3Prozent aus. In der Praxis zeigensich aber Mehrerträge, die teilweisebis zu 35 Prozent betragen können. Zahlreiche Modulhersteller sehensich heute einem starken internatio-nalen Wettbewerb ausgesetzt undkämpfen um jeden Prozentpunkt zurSteigerung der Energieausbeute.Durch aktive Solarzellenforschungerreichen jüngere Solarzellen zwarMehrerträge zwischen 20 bis 30Prozent, doch bleibt bisher der anfal-lende Minderertrag durch ver-schmutzte oder schneebedeckteSolarmodule unbeachtet. Bei einerGesamtbetrachtung der installiertenModule - über 80 Prozent derSolaranlagen befinden sich nachAngaben des BundesverbandSolarwirtschaft auf Dächern - gehthier erhebliches Potential und damitsolare Rendite verloren.

Besondere Beachtung in der PV-Branche erhielt der Gewinner desSchweizer Solarpreises 2011 Prof.Heinrich Häberlin von der Berner

FachhochschuleTechnik undInformatik, der sichdie wissenschaftlicheLangzeitanalyse zurLebensaufgabegemacht hat. Dabeiwurden nebenWechselwirkungenauf PV-Erträge imkomplexen Systemzwischen technischenVoraussetzungen,sowie witterungs-undverschmutzungsbe-dingten Einflüssenuntersucht und dabeiauch Degradationund Alterung derModule unter dieLupe genommen.Das Ergebnis zeigtauch hier Potenziale für solarenMehrertrag auf. Über denErfassungszeitraum wurden bei-spielsweise beigerahmten ModulenpermanenteVerschmutzungs-streifen am unterenRand beobachtet,die eine allmählicheReduktion desEnergieertrages derAnlage bewirkten. ImVergleich zumAnfangszustandbetrug die ver-schmutzungsbeding-te Ertragsminderungjeweils etwa 9% -11,5 %.

Serviceroboter für PV-Module im Einsatz „Bereits vor Jahren entwickelten wir mit dem CleanAnt Profi einenFassadenroboter der bei gewölbten und gekrümmten Fassaden für einesaubere und sichere Fassadenreinigung sorgt. Eine Ausrichtung aufPhotovoltaik-Anlagen liess aber nicht lange auf sich warten“, erinnert sichToni Niederberger Geschäftsführer der Serbot AG aus der Schweiz.

Stark verschmutzteSolarmodule könnenEnergieertrag bis zu35% senken

Abb.1 Ertragsabnahme beim PV-Modul wegen Verschmutzungund Alterung/ Quelle:BFH-TI/Häberlin,Schärf -GemessenerGeneratorKorrekturfaktor kG bei einer Teilanlage der PV-Testanlage der BFH-TI mit Angabe der Reinigungen. Die Anlagehat gerahmte Siemens M55-Module mit einem Winkel von 30°(horizontal liegend), liegt nahe bei einer Bahnlinie und neigt des-halb zu mässiger Verschmutzung (kG ist bei einer idealenAnlage = 1)

Für Anlagenbetreiber ist es meistens unmöglichden Renditeverlust durch verunreinigteSolardächer zu berechnen. Besonders grobeVerschmutzungen die eine echte Teilbeschattungder Anlage verursachen, sollten dennoch mög-lichst schnell entfernt werden.

Das örtliche Umstände wiegewerblich genutzte Gebäude,Landwirtschaft usw. zu erhöhtenStaubablagerungen und damit zubesonders verschmutzten Solar-modulen mit Leistungseinbußenzwischen 25% bis 35% führen kön-nen, bestätigt ein jüngst abge-schlossenes Projekt von JochenAllgayer, Studiengang LEH(Lebensmittel,- Ernährungs- undHygienetechnik) HochschuleAlbstadt-Sigmaringen. Zu den typi-schen Verunreinigungen zählenBiokorrosion aus Misthaufen, fetti-gem Staub oder auch Ablager-ungen aus Moos, Algen, Ruß undAutoabgasen. Demnach sindRegenfälle oder abrutschenderSchnee für eine Reinigung nichtmehr ausreichend. Im Rahmen desProjektes wurden verschiedeneReinigungsprozesse mit deminera-lisiertem Wasser verglichen. In dervorliegenden Untersuchung wurdeunter praktischen Bedingungen dieReinigung mit deionisiertemWasser über einen längerenZeitraum betrachtet und mit ver-schiedenen Messmethoden doku-mentiert, ob und in welchemUmfang dabei Veränderungen anden Oberflächen der PV-Module

und Rahmen angegriffen werden.Gleichzeitig ergaben sich auchRückschlüsse auf möglicheErtragsteigerungen der Module.Weitere Rückschlüsse brachte einErtrags-Monitoring nach derReinigung von Allgayer, der seit2006 neben der elterlichen 50kW-Betriebsanlage in einem Gewer-begebiet Leistungsprotokolle aneiner weiteren landwirtschaftlichen

Solardachanlage mit ca. 35 GradNeigung nachweisen konnte. Vonden 700m² PV-Dachfläche wurdeneine Hälfte gereinigt und erreichtedanach 6377 W/h, entspricht einerLeistungssteigerung von 32%,während die Leistung der ungerei-nigten Fläche lediglich 4829 W/hbetrug.

Stark verschmutze Solardachflächen im Vergleich. Sind in der Umgebung staub-und fettabscheidendeBetriebe angesiedelt verschmutzen die Module schneller.Bild: Gerhard Winter

GEKKO übernimmt Solartuning Vom Fassadenkletterer zum PV-Inspekteur

Aufbauend auf Funktionen derMensch-Maschinenkommunikationaus der Fassadentechnik wo sichder Serviceroboter wie ein GEKKOan senkrechten Fassaden bewegtkann die jüngste Entwicklung ausdem Hause der Serbot AG jetztauch die Reinigung von Solar-modulen übernehmen.

"Die neueste Serviceroboter-Generation übernimmt nun alsMultitalent Aufgaben zum Sonnen-tuning und zur Inspektion vonSolardächern und PV-Großanlagen.Da auch selektive Verschmutz -ungen den Solarertrag in derGesamtheit schmälern können,wird die gesamte Photovoltaik-fläche von Fett, Moosablagerungenund Staub gereinigt. "Eine Feuer-probe unter härtesten Bedingungenbei der Reinigung versandeter PV-Module durchlief der GEKKO inden Vereinigten ArabischenEmiraten. Sind die klimatischenBedingungen hier eher von hohenStaubkonzentrationen und wenigerRegenfällen geprägt, werden dieReinigungsarbeiten bis auf schwerzugängliche Glasfassaden norma-lerweise mit Manpower - dieLohnkosten liegen weit unter demdeutschen oder europäischenNiveau- durchgeführt. Seit einigenMonaten gibt es auch Dienstleisterin Deutschland die sich mit demThema identifizieren und solareErträge optimieren. Durch Wegfallhoher Personalkosten rechnet sichbereits eine Erstreinigung derPV

Bei solaren Mindererträgen kommen verschiedeneFaktoren zusammen. Zum einen wird der Ertrag durchAbstimmungsfehler im System beeinflusst aber auch ver-schmutzte und verschattete PV-Module senken dieSolarrendite. Sind die Module verschattet, verschmutztoder verschneit, Wechselrichter und Module unzurei-chend abgestimmt oder Solarzellen ausgefallen, wirddas System den berechneten Solarertrag nicht errei-chen. Dazu können nicht temperaturbedingte Verlustedurch Verdrahtung, Mismatch (Fehlanpassungen im PV-Generator) oder MPT-Fehler (Maximum-Power-Tracker)den Ertrag noch weiter minimieren. Rückschlüsse fürMindererträge lassen sich daher nur schwer eindeutigzuordnen.

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