Maximale Erträge durch cleveres Reinigen

Fabian Kauschke

S chnell und gleichmäßig rotieren die Bürsten über die Photovoltaikpaneele. Vor dem Fahrzeug ist die Fläche mit Sand und Ammoniak versetzt. Nach der Behandlung glänzen die Module in der Sonne. Wirtschaftlichkeit ist und bleibt der Hauptaspekt, wenn es um die Reinigung von Photovoltaikmodulen geht. Auch wenn sich neue Technologien etablieren, bleibt das Ziel die Optimierung des Wirkungsgrads. Ertragsverluste von bis zu 30 Prozent können nach übereinstimmenden Studien durch verschiedenartige Verschmutzungen entstehen. Durch die Reinigung werden die Stromernte und somit auch der Levelized Cost of Energy gesteigert.

„Bei Photovoltaikmodulen sieht man mit dem bloßen Auge erst recht spät die Verschmutzung. In Zahlen ausgedrückt jedoch schnell, da der Wirkungsgrad sinkt und damit die Wirtschaftlichkeit“, stellt Franz Ehleuter fest, Gründer und Geschäftsführer von Sunbrush Mobil.

Wir müssen reinigen und pflegen, um wirtschaftlich zu sein.

Individuelle Bewertung der Frequenz

Auf die Frage nach der optimalen Reinigungsfrequenz gibt es jedoch keine pauschale Antwort. Standort, Umgebung und Witterungslage führen zu ganz verschiedenen Verschmutzungsarten und -stärken. Daher ist eine individuelle Bewertung notwendig. Ländliche Regionen, in denen Photovoltaikfreiflächen mit Landwirtschaft kombiniert werden, weisen beispielsweise eine starke Verschmutzung mit Ammoniak durch Viehhaltung auf. Dabei sinkt der Wirkungsgrad schnell, sodass eine Reinigung mindestens einmal im Jahr sinnvoll ist. In Regionen, die keine starken Verschmutzungsherde aufweisen, und bei kleineren Anlagen, die nicht unbedingt wirtschaftlich sein müssen, können jedoch Regen und längerfristige Reinigungstermine ausreichen. Wichtig ist eine individuelle Betrachtung, die auch an die aktuelle Zeit angepasst sein sollte. Das bestätigt auch Felix Wächter, Pressesprecher von Juwi Energizing Sustainability: „Wenn wir künftig aufgrund des Klimawandels verstärkt Trockenperioden erleben, ­können Reinigungsintervalle aber zum Thema werden.“

Sunbrush entwickelt und produziert für den Weltmarkt Reinigungstechnik für Photovoltaikanlagen. In Kooperation mit dem Institut Energie- und Antriebstechnik der Technischen Hochschule Ulm hat das Unternehmen aus dem Allgäu Prüfungen und Gutachten zur effizienten Reinigung durchgeführt. Das Bürstensystem von Sunbrush funktioniert wie eine Spirale. Durch mechanische Reibung, die durch den richtigen Auflagedruck erreicht wird, rotiert die Bürste unter den Schmutz und walzt nicht darüber hinweg. Mithilfe von Wasser werden Verschmutzungen gelöst, sodass sie von der Spiralbürste abgehoben und abtransportiert werden können. Dabei ist der konstante Auflagedruck bei rund fünf Kilogramm pro Meter von großer Wichtigkeit.

„Für besondere Bodenunebenheiten auf den Feldern haben wir Washtronic entwickelt. Sie gewährleistet, einmal eingestellt, eine vollautomatische Niveauregelung und damit immer den gleichen Auflagedruck“, erklärt Franz Ehleuter. Unter geregeltem Druck wird eine konstante Reinigungsqualität über die gesamte Fläche erreicht und Beschädigungen an den Modulen werden vermieden.

Nass oder trocken?

Diese Frage ist nicht ganz unumstritten. Denn nicht immer ist die Nassreinigung von Anfang an die beste Lösung. Ist die Photovoltaikfläche stark mit Sand besetzt, kann die Kombination mit Wasser die Reinigung erheblich schwerer machen. Daher wäre bei diesem Beispiel die Trockenreinigung sinnvoller. Um solche Probleme zu vermeiden, bewertet Sunbrush die Auswahl individuell und beginnt, wo es sich anbietet, mit der Reinigung ohne Flüssigkeit. Ist danach eine Nassreinigung sinnvoll, kann diese mithilfe der gleichen Bürsten durchgeführt werden.
Da die Wasseraufbereitung mit großem Aufwand verbunden ist, hat das Allgäuer Unternehmen ein eigenes Liquid entwickelt: Sunbrush Blue. Ein halber Liter der biologischen Lösung wird auf 1.000 Liter untergemischt, sodass nach der Reinigung keine Rückstände von Kalk oder Mineralien zurückbleiben. Wird das Wasser gezielt aufgespritzt, hält sich der Verbrauch außerdem in Grenzen. Pro Quadratmeter wird bei mittlerer Verschmutzung ein Viertelliter Wasser verwendet. Die Energiekosten entstehen durch den Betrieb der Fahrzeuge und belaufen sich bei einer Fläche von 7.000 bis 10.000 Quadratmetern auf drei Liter Diesel pro Stunde.

Winterdienst

Auch im Winter ist die Frage der Reinigung auf die Ertragsmaximierung gerichtet.

„Wenn wir einen Fünf-Megawatt-Park haben, produziert dieser an einem schönen Wintertag rund 7.000 Euro Umsatz.“ Ist er mit Schnee bedeckt, reduziert sich der Ertrag erheblich. „Für die Reinigung brauche ich wenige Stunden, sodass es sich für die Wirtschaftlichkeit lohnt zu reinigen“, sagt Sunbrush-Gründer Franz Ehleuter.

Nach kleinen Umbauten kann bei Sunbrush die reguläre Bürste zum Winterkit umgerüstet werden. Wichtig ist, die Schneeschicht zu entfernen, da sonst bei Tau- und Frierwetter starke Vereisungen entstehen können. Ohne Schnee taut das Eis, wenn die Sonne auf die Solaranlagen scheint. Sind die Module gereinigt, bleibt der Schnee jedoch nicht so schnell wieder liegen. Um die Schneeverhältnisse zu kontrollieren, werden Überwachungssysteme mit Webcams eingesetzt.

Der Blick in die Zukunft

Neben der konventionellen Reinigung, die durch Fahrzeuge oder sogar per Hand bestritten wird, sind auch Roboter, welche einen automatisierten Ablauf anstreben, auf dem Markt angekommen. Dazu gehören Bürstensysteme, die autonom oder per Fernsteuerung über die Module fahren, wie die Sunbotics von Sun-X oder Geva-Bot von GSI-Geva Solar. Andere wie etwa Solar Drone oder Aqualine Drones setzen auf den Einsatz von Drohnen, die für die Reinigung aus der Entfernung Flüssigkeit auf die Solarpaneele spritzen. Roboter, die den Reinigungsvorgang autonom durchführen, sparen somit Zeit und leisten insbesondere bei Solardächern einen wichtigen Beitrag zur Arbeitssicherheit. Jedoch ist die Verwendung nicht in jedem Fall sinnvoll: „Für den Einsatz von Robotern benötige ich sehr viel Technik und Überwachung. Dazu gibt es noch keinerlei langfristige Erfahrungswerte, was für Kosten und welcher Ertrag produziert wird“, meint Franz Ehleuter.

Foto: SunBrush mobil GmbH

30 Prozent Ertragsverluste können durch verunreinigte Photovoltaikmodule entstehen.