Bei der Reinigung des Solarparks Bruhrain ergab die Ertragsmessung eines Tisches (ein Tisch entspricht etwa 90 Modulen) nach der Reinigung einen Mehrertrag von ca. 11% im Vergleich zum Ertrag vor der Reinigung des Solarparks. Gerade bei solch großflächigen Anlagen ist das ein enorm großes Ertragspotenzial, das nicht liegen gelassen werden sollte!
Mehr Stromertrag durch Reinigung von Solarparks
Speziell Betreiber von Solarparks auf Freiflächen können von der Solarreinigung profitieren, da sich deren Erträge durch eine Reinigung deutlich erhöhen. So kann man bei der Reinigung von Solarparks durchschnittlich mit einer Ertragssteigerung im mittleren fünfstelligen Bereich rechnen.
Die Herausforderungen beim Reinigen von Solarparks
Die Reinigung der Photovoltaik-Freilandanlagen stellt eine besondere Herausforderung in der PV-Reinigung dar. Es gibt bei Freilandanlagen verschiedene Begebenheiten, die sich typischerweise von der PV-Reinigung auf Dächern deutlich unterscheiden. Freilandanlagen sind oftmals neben Autobahnen zu finden und in mittel oder gar unmittelbarer Nähe von Wäldern. Deshalb können Blütenstaub und Straßenstaub der Autobahnen, die sich auf den Moduloberflächen ansammeln und so für Ertragseinbußen sorgen.
Im konkreten Fall des Solarparks in diesem Beispiel wurden wir vor eine besondere Herausforderung gestellt. Direkt neben dem Gelände verläuft eine Zugstrecke. Normaler Schienenverkehr, wie auch viel Verkehr an Güterzügen auf dieser Bahnstrecke sorgen für Bremsstaub, der von den Schienen herübergeweht wird und sich auf den Modulen niederlässt. Dieser Staub ist weitaus hartnäckiger als gewöhnlicher Blütenstaub. Eine weitere Herausforderung im Hinblick auf den Verschmutzungsgrad waren Rückstände von Bienensekreten, da neben der Anlage am Waldrand einige Bienenstöcke aufgestellt waren.
Doch mit unserem Zwei-Wege-Reinigungssystem und dem dazu gehörenden Spezialreiningungsmittel für Solarmodule konnten wir auch hartnäckige Verschmutzungen lösen.
Wasserversorgung zur Reinigung auf Freilandanlagen
Eine weitere Herausforderung hat weniger mit der Reinigung an sich zu tun, sondern hat viel mehr einen logistischen Hintergrund. Wie bekommt man das Wasser an Ort und Stelle? Die Beantwortung auf diese Frage stellt eine weitere Herausforderung dar. Der nächste Wasseranschluss kann bei Freilandanlagen in beträchtlicher Entfernung liegen.
Unsere Lösung: In diesem speziellen Fall arbeiteten wir mit drei Wassertanks voll entmineralisiertem Wasser zu je 1000 l Fassungsvermögen.
Strom an Ort und Stelle
Es gibt verschiedene Systeme zur Reinigung von Solarmodulen. Wir haben aus verschiedenen Komponenten von unterschiedlichen Hersteller ein eigenes System entwickelt. Herzstück davon ist eine Reinigungseinheit mit Pumpe und Bürstensystem, das in unserem Spezialanhänger verbaut ist. Diese Reinigungseinheit wird mit üblichem Wechselstrom vom Netz betrieben. Ein zusätzlich verbauter Akku sorgt aber für eine autarke Stromversorgung.
Somit sind wir bestens gerüstet – auch für die Reinigung von großflächigen Solarparks.
Worin besteht die Gemeinsamkeit einer Solarreinigung und einer Autowäsche? Antwort: Beides ist sinnvoll und pflegt. Bei der Photovoltaikanlage (PV-Anlage) soll die Solarreinigung den Wert länger erhalten und die Stromeinnahmen sichern – es ist ein Investment. Wenn man sich jedoch überlegt, wie oft und intensiv das Auto gewaschen wird und im Gegensatz dazu eine PV-Anlage, ist das schon beachtlich, welchen Stellenwert das Auto im Vergleich dazu einnimmt.Jeden Samstag wird das Auto fein säuberlich gewaschen, der Lack gewachst und poliert. Man verbringt so viel Zeit mit Pflege und Werterhalt seines Autos; die Photovoltaikanlage hingegen bekommt oftmals weniger Aufmerksamkeit. Das ist sehr schade, denn die PV-Anlage soll nicht nur eine Investition in die Energiewende sein, sondern auch eine wirtschaftliche Geldanlage für den Eigentümer. Viele Menschen, die eine Photovoltaikanlage zur Stromgewinnung auf dem Dach haben, wissen oft nicht, dass die Solarmodule gereinigt werden müssen. In den ersten Jahren sind die verschmutzungsbedingten Ertragsverluste eher gering und fallen noch gar nicht ins Gewicht.Mittlerweile beschäftigen sich jedoch immer mehr Betreiber mit der Solarreinigung und wissen Bescheid über die Notwendigkeit einer Reinigung. Sauberes Modulglas bedeutet mehr Sonnenlicht, welches die Solarzellen in mehr elektrischen Strom umwandeln können. Doch wie oft müssen Solarmodule gereinigt werden, damit die Siliziumzellen die maximal mögliche Leistung herausholen? Warum Solarreinigung, wann muss gereinigt werden, und wie oft? Wir bringen bei diesen Fragen Licht ins Dunkel.
Solarreinigung sinnvoll? Folgende Punkte erwarten Sie auf dieser Seite:
1. Warum eine Reinigung Ihres Solardachs sinnvoll ist
Im Wesentlichen gibt es zwei Gründe, die eine Solarreinigung sinnvoll macht.
Die Reinigung eines Solardachs ist sinnvoll wegen:
Grund #1: dem verschmutzungsbedingten Ertragsverlust
Grund #2: den verschmutzungsbedingten Schäden und dem damit verbundenen Wertverlust der PV-Anlage.
Zu den gängigsten verschmutzungsbedingten Schäden gehören: Überhitzung der Zellen und Entstehung sogenannter Hotspots, Glaskorrosion, Moose und Flechten, die die Dichtungsfugen zwischen Glas und Modulrahmen beschädigen können.
Die Leistungsfähigkeit der Photovoltaikanlage nimmt im Lauf der Nutzungsdauer ab:
Die Wechselrichter schalten später
Oberflächen verwittern und schaden Ihrer Solaranlage
schaden dem Wert Ihrer Anlage und Ihrem Ertrag aus der Sonnenenergie.
Umso wichtiger ist es, Ihre PV-Anlage regelmäßig zu pflegen, denn Schäden können sehr hohe Kosten verursachen und die gesamte Anlage betreffen. Doch mit einer simplen Lösung, die PV-Anlage zu reinigen kann man Schäden vorbeugen.
Verschmutzungsarten und der Mythos vom Selbstreinigungseffekt verschmutzter Solarpaneele
In der Vergangenheit wurde den Solaranlagen eine selbstreinigende Wirkung zugesprochen, was durchaus stimmt. Allerdings sammeln sich gerade am Rand und in den Ecken Dreck an. Dort besteht die Möglichkeit, dass der Schmutzfilm von unten nach oben wandert. Je nach Art des Drecks und Verschmutzungsgrad können so Schäden an den Solarmodulen entstehen.
Verschmutzungsarten und Verschmutzungsquellen
Das Solarmodul erzeugt weniger Leistung, durch die unterschiedlichsten Verschmutzungsarten und Verschmutzungsgrade.
Oft handelt es sich bei den Verschmutzungen nicht um bloßen Straßen- oder Blütenstaub. Es sind die verkrusteten festgebackenen, teils eingebrannten, Ablagerungen: sie sind mitunter sehr aggressiv. Sie reagieren mit der Glasoberfläche von Solarpaneelen. Sie verursachen Glaskorrosion und schaffen dadurch eine getrübte Moduloberfläche. Somit können die Lichtstrahlen gedämpft auf die Solarzellen einwirken, es kommt zu merkbarem Ertragsverlust.
Hier noch den flachen Neigungswinkel erwähnen.
Zu diesen Ablagerungen auf Ihren Solarmodulen gehören folgende:
Verschmutzungsart
Verschmutzungsquelle
Gewöhnlicher Straßenstaub, Schmutz
Luftaufwirbelung von stark befahrenen Straßen, Autobahnen, Industriegebiete
Blütenstaub
Freistehende Wiesen und Waldfläche um die PV-Anlage; Anlagen in Hanglage
Schmutz und Schmierfilme oder -verkrustungen
Insbesondere Stallentlüftungen bei Viehhaltung;
Kies-, Schotter-, Betonwerk in der Nähe, Flugverkehr
Vogelkot
Hohes Vogelaufkommen, insbesondere Tauben
Bremsstaub
standortbedingt: Bahnlinien, stark befahrene Straßen
Moos, Flechten, Pilze
standortbedingt: Kiesdächer, Dachbegrünung etc.
Blättern, Nadeln und Harz von Bäumen in der Umgebung, Pollen sowie Samen von Gräsern und Bäumen
standortbedingt: Wald und Wiesen, Anlagen in Hanglage
Standortfaktoren – Erhöhte Verschmutzungsgefahr für Ihre Solaranlage
Wenn sich Ihre Solaranlage in folgenden Gegenden befindet, dann empfiehlt sich auf jeden Fall eine regelmäßige Reinigung:
Besteht ein erhöhtes Schmutzaufkommen in der Nähe der PV-Anlage? Wenn ja, dann sollte die Anlage öfter gereinigt werden. Eine PV-Anlage verschmutzt durch die folgend genannten Faktoren noch stärker und schneller:
landwirtschaftliche Betriebe in der Nähe Staub und organische Substanzen aus Stallentlüftungen (aus der Landwirtschaft im Allgemeinen) Futtermittelstäube aus der Landwirtschaft landwirtschaftliche Flächen in der Nähe
starkes Blütenpollenvorkommen
hohe / viele / dichtstehende Bäume in unmittelbarer Nähe
Anlagen in Hanglage
Kieswerke oder Bauarbeiten in der Nähe
gewerbliche Produktionsstätten / Industrie in der Nähe
die Solarmodule haben einen geringen Neigungswinkel (flache Aufständerung oder geringer Neigungswinkel des Dachs)
2. Wann eine Solardachreinigung nicht notwendig ist
Für kleine Anlagen in relativ geschützten Bereichen, ohne hohes Aufkommen von Fremdpartikeln in der Umgebungsluft, kann eine Reinigung unwirtschaftlich. In diesem Fall würde die Leistungssteigerung durch die Reinigung durch die Reinigungskosten wieder aufgefressen werden. Eine Reinigung ist jedoch auch in diesem Fall als Vorbeugung vor Schäden unverzichtbar.
Wann der richtige Zeitpunkt für eine Reinigung gekommen ist, kann man über entsprechende Analysesysteme zur Leistungsüberwachung auswerten.
3. Folgen bei Verunreinigungen Ihrer Solaranlage
1) Auf die regelmäßige Reinigung In dem Zusammenhang ist es wichtig zu erwähnen, dass von vielen Herstellern die Gewährleistungs- und Garantiebedingungen entsprechend „Pro“ Reinigung angepasst formuliert werden. Hier heißt es zum Beispiel:
„Erleiden Photovoltaikmodule einen Schaden durch unsachgemäße Behandlung oder einer nicht beseitigten Verunreinigung, so kommt es zum Verlust der Gewährleistungs- und Garantieansprüche.“
Quelle: SONNENENERGIE 3/2015
2) bei verschmutzen Anlagen kommt es zu chemischen Reaktionen auf Grund des Schmutzes. Staubpartikel und andere Verschmutzungsarten können sich leichter festsetzen.
Ein weiterer Grund, warum eine Solarreinigung sinnvoll ist, ist der Werterhalt. Durch die Reinigung beugen Sie Schäden an den Solarmodulen vor.
Die Intensität der Verschmutzung nimmt daher immer weiter zu. Wird dieser Vorgang nicht durch eine professionelle Solaranlagenreinigung gestoppt, so kann daraus eine irreparable Beschädigung Ihrer Anlage resultieren. Hier einige Beispielbilder, die uns von der ME Solar GmbH in Vechta freundlicherweise zur Verfügung gestellt wurden:
Quelle: Beginnende Glaskorrosion eines Solarmoduls
Quelle: ME Solar GmbH – Stark fortgeschrittene Glaskorrosion eines Solarmoduls.
Quelle: ME Solar GmbH – oxidierte Photovoltaikanlage
3) Die Betreiber sind für den sicheren Betrieb ihrer Photovoltaikanlagen verantwortlich. Eine regelmäßige Wartung ist wichtig, da sonst der Versicherungsschutz im Schadenfall nicht oder nicht vollumfänglich besteht. Die regelmäßige Solarreinigung hilft dabei, Schäden an Photovoltaikanlagen vorzubeugen. Außerdem fallen Ihnen bei der regelmäßigen Reinigung optisch sichtbare witterungsbedingte Schäden auf.
Meistens kann man von einem Reinigungsintervall von zwei bis vier Jahren ausgehen. Doch man muss jede PV-Anlage individuell betrachten, um die Wirtschaftlichkeit einer Solarreinigung zu bewerten. Eine Aufdachanlage direkt neben einer Biogasanlage sollte evtl. jährlich gereinigt werden. Eine PV-Anlage auf einem steilen Hausdach eines freistehenden Einfamilienhauses dagegen nur ca. alle acht Jahre. In Sonderfällen ist, rein leistungsbezogen, sogar keine Reinigung notwendig.
Auf den Punkt gebracht – wie oft die Solarmodule gereinigt werden sollten, hängt von der Bauart und den Standortbedingungen ab. Folgende Faktoren sollten bei der Bewertung berücksichtigt werden:
1. Begünstigt der Standort und/oder die Bauart bestimmte Verschmutzungsarten
2. Begünstigt der Standort und/oder die Bauart eine schnellere Wiederverschmutzung
3. Begünstigt der Standort und/oder die Bauart bestimmte Schmutzarten, die direkten oder indirekten Schaden verursachen à Werterhalt
Nachfolgend eine Liste von Standorten und Bauweisen, die die Wiederverschmutzung begünstigen und sich auf den Reinigungsintervall auswirken:
• Neigungswinkel des Daches bei Aufdachanlagen
• Neigungswinkel der Solarmodule bei aufgeständerten Konstruktionen (Winkel < 28°).
• Nähe zu stark befahrenen Straßen
• Schienenverkehr, Straßen- und Flugverkehr
• Nähe zu Wald und Wiesen
• Nähe zu Schotter- und Kieswerk, Betonwerke
• Standort, das Moos- und Flechtenwachstum begünstigt.
• Aufdachanlagen mit Dachbegrünung
5. Fazit
Grundsätzlich ist die Solarreinigung aus drei Gründen sinnvoll:
1. Der Reinigungsintervall hängt von den Standortfaktoren, den Umweltfaktoren und der Bauart ab. Ob eine Ertragssteigerung durch die Solarreinigung möglich ist, ist abhängig von diesen drei Faktoren.
2. Eine Photovoltaikanlage sollte in regelmäßigen Abständen gereinigt werden, um Ertrags- und Wertverlust zu vermeiden vor allem aber auch um die Lebensdauer der verbauten PV-Komponenten zu verlängern. Es ist ratsam bei entsprechenden Umgebungsbedingungen, die die Wiederverschmutzung beschleunigen, öfter zu reinigen.
3. Vernachlässigte Solarmodule vermindern nicht nur die Leistung, sondern können auch zu Schäden an Modulen führen. Weitere evtl. nicht einkalkulierte Reparaturarbeiten vermindern die Rentabilität. Die regelmäßige Reinigung und Wartung gehört zur Pflege von Photovoltaikanlagen dazu.
Der Sommer 2015 ist als Rekordsommer in die Geschichtsbücher eingegangen. Betreiber von Photovoltaikanlagen hatten im Sommer 2015 zu jubeln und Luftsprünge zu machen wie ein Känguru – oder etwa doch nicht? Warum gibt es trotz rekordverdächtigen Sonnenstunden im Sommer 2015 keine rekordverdächtigte Einspeisevergütung? Sonne satt im Jahr 2015 und gejubelt wurde zu Unrecht? Nun, warum gibt es keine rekordverdächtige Einspeisevergütung über diesen Zeitraum? Dieser Fragestellung nehmen wir uns in diesem Blogbeitrag an.
Sommer 2015 – Wieso hat mein Nachbar eine höhere Einspeisevergütung
Ende August kommt Holger aus einem mehrwöchigen Aufenthalt aus Nordamerika zurück. Er hat bereits dort von seinem Nachbarn mitbekommen, dass in Deutschland mal wieder Schmelzofentemperaturen herrschen und dass sein Nachbar über seine Anlage eine beträchtliche Summe an Einspeisevergütung eingenommen hat. „Da müssen doch auch bei mir enorm hohe Erträge zu Stande gekommen sein!“, denkt sich Holger. Doch als er sich zu Hause in Deutschland eingefunden hat, sein Monitoring-Programm öffnet und er die Zahlen mit dem Sommer aus dem Vorjahr vergleicht, kommt er ins Grübeln:
„Weniger Leistung als im Vorjahr? Und wieso hat mein Nachbar mit seiner Photovoltaikanlage mehr Strom produziert, obwohl mein Dach südlich ausgerichtet ist?“
Faktoren, die zur Höhe der Einspeiseverügtung bei PV-Anlagen beitragen
Es gibt unterschiedliche Faktoren, die die Höhe der Einspeisevergütung beeinträchtigen. Wir wollen im Kontext dieses Beitrages nun einen ganz bestimmten Faktor aufzeigen. Der Kontext dazu ist, dass Holger glaubt ein südlich ausgerichtetes Dach, mehr und mehr direkte Sonneneinstrahlung bedeuten gleich mehr Ertrag. Dem ist nicht so!
Warum mehr direkte Sonneneinstrahlung nicht gleich mehr Ertrag bedeutet
Die nominelle Leistung und der Wirkungsgrad eines Solarmoduls sind am höchsten, wenn die Zelltemperatur 25 Grad Celsius und die Solareinstrahlung ein Kilowatt pro Quadratmeter beträgt. Diese optimale Zelltemperatur liegt gerade an heißen Sommertagen deutlich über dem rechnerischen Ausgangswert. Die Sonne heizt die Module auf, wobei an heißen Tagen eine Zelltemperatur von bis zu 65 Grad erreicht werden kann.
Bei steigender Hitze machen Solarzellen leistungsmäßig immer ein bisschen schlapp, meint Jürgen Werner vom Institut für Photovoltaik an der Universität Stuttgart: „Der Wirkungsgrad von Modulen aus kristallinem Silizium sinkt je nach Technik zwischen 0,25 und 0,45 Prozent pro Grad.“ Nach den Berechnungen des Stuttgarter Fotovoltaik-Experten Werner sinkt der Wirkungsgrad einer Solarzelle unter solchen Bedingungen von 18 auf 15 Prozent.¹
¹ Quelle: Die Welt 3.7.2015.
Fazit
Bei moderateren Temperaturen und gar weniger Sonnenstunden können dieselben Erträge erzielt werden, wie an extrem heißen Tagen mit mehr Sonnenstunden.
Unsere betriebseigenen Anlagen haben im April 2015 eine höhere Einspeisevergütung erzielt als im Mai und Juni 2015.
Viele Besitzer von Solaranlagen stellen sich früher oder später diese Fragen:
„Muss ich meine Solaranlage reinigen?“
„Wie oft ist eine Reinigung erforderlich?“
„Ist die Reinigung wirklich jetzt schon wieder notwendig, wenn die Anlage doch noch sauber aussieht?“
Die klare Antwort: Es kommt darauf an. Im Zweifelsfall empfiehlt es sich, einen zertifizierten Fachbetrieb mit der Überprüfung der Solaranlage zu beauftragen. Fachleute, die auf die Reinigung von Photovoltaikanlagen spezialisiert sind, können zuverlässig beurteilen, ob eine Reinigung erforderlich ist.
Selbst nachschauen? Vorsicht ist geboten!
Wenn Sie die Verschmutzung selbst überprüfen möchten, achten Sie unbedingt auf die gesetzlichen Vorgaben zur Absturzsicherung. Denken Sie daran: Beim Umgang mit elektrischen Anlagen ist besondere Vorsicht geboten. Eine einfache Methode, um den Verschmutzungsgrad Ihrer Anlage zu prüfen, ist der sogenannte Schnelltest:
Was von unten sauber wirkt, kann problematisch sein
Auf den ersten Blick mag Ihre Solaranlage sauber erscheinen – doch ein genauerer Blick kann ein anderes Bild zeigen. Das folgende Beispiel macht es deutlich:
Schmutz sammelt sich häufig am unteren Rand des Modulrahmens und wandert mit der Zeit nach oben, wenn keine Reinigung erfolgt.
Moosbildung an den Rahmen kann die Dichtungsfugen der Module beschädigen. Dies führt dazu, dass Feuchtigkeit eindringt und irreparable Schäden an einzelnen Modulen verursacht.
Die Folgen: Da Solarmodule meist in Reihenschaltung betrieben werden, reduziert sich bei beschädigten Modulen die Leistung des gesamten Strings. Das bedeutet geringere Stromerträge und somit Verluste bei der Einspeisevergütung.
Schnelltest: Ist eine Reinigung notwendig?
Machen Sie den Test: Sprühen Sie etwas Wasser auf eine Ecke eines Solarmoduls und wischen Sie den Bereich mit einem Küchentuch ab. Vergleichen Sie das Ergebnis:
Wenn das Tuch sichtbar verschmutzt ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass eine Reinigung Ihrer Anlage sinnvoll sein könnte.
Für eine präzise Beurteilung empfiehlt sich jedoch die Inspektion durch einen Fachbetrieb.
Das Ergebnis spricht für sich
Auf den Vergleichsbildern (siehe unten) wird der Unterschied nach einer Reinigung deutlich. Achten Sie besonders auf den unteren rechten Rand des Moduls, wo der Wischtest durchgeführt wurde.
Fazit: Reinigung durch Fachleute lohnt sich. Wenn der Schnelltest zeigt, dass Ihre Solaranlage verschmutzt ist, sollten Sie handeln. Eine professionelle Reinigung kann die Effizienz Ihrer Anlage wiederherstellen und langfristige Schäden vermeiden.
Haben Sie Fragen oder Anregungen?
Hinterlassen Sie gerne einen Kommentar unter diesem Beitrag. Wir beraten Sie auch persönlich – kontaktieren Sie uns!
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Bei der Reinigung des Solarparks Bruhrain ergab die Ertragsmessung eines Tisches (ein Tisch entspricht etwa 90 Modulen) nach der Reinigung einen Mehrertrag von ca. 11% im Vergleich zum Ertrag vor der Reinigung des Solarparks. Gerade bei solch großflächigen Anlagen ist das ein enorm großes Ertragspotenzial, das nicht liegen gelassen werden sollte!
