Gerade jetzt im Winter sieht man sie vielerorts: Vereiste oder mit Schnee bedeckte Solarmodule. Aber auch Verschmutzungen, die gerade an stark befahrenen Straßen, in Industriegebieten oder in der Nähe von landwirtschaftlichen Betrieben nicht unerheblich sind, mindern die Effizienz und den Ertrag von Photovoltaikanlagen. Forschende von Innovent haben bereits vor mehreren Jahren gemeinsam mit Industriepartnern ein Verfahren entwickelt, das die Reinigung und funktionale Oberflächenversiegelung von bereits installierten Solarmodulen auf einfache Weise ermöglicht.
Nanostrukturierte Siliziumoxidschichten für höchste Wirkungsgrade
Das Forscherteam von Innovent hat eine neue Lösung entwickelt, die auf der Abscheidung nanostrukturierter Siliziumoxidschichten (SiOx) unter Normalbedingungen, das heißt Atmosphärendruck, basiert. Diese Schichten werden durch ein patentiertes, mobil anwendbares Verfahren erzeugt. Dieser Prozess ist zweistufig und beginnt mit der klassischen Reinigung der Moduloberflächen mit einem mobilen Gerät. Der Clou dabei ist, dass dieses Gerät die notwendige Technologie für den zweiten Prozessschritt integriert hat. Dabei wird mittels Flammenpyrolyse eine nanoskalige SiOx-Schicht auf den Oberflächen abgeschieden. Eine Alternative für besonders empfindliche Kunststoffoberflächen ist der Einsatz einer Atmosphärendruck-Plasmaquelle anstelle des Gasbrenners.
In beiden Fällen wird durch die chemische Umsetzung einfach zu handhabender Vorläufersubstanzen eine funktionelle SiOx-Nanoschicht erzeugt, mit der zwei wesentliche Effekte erzielt werden. Eine dauerhaft erhöhte Energieeffizienz durch eine bessere Ausnutzung des einfallenden Sonnenlichts aufgrund einer verringerten Streulichtreflexion. Je nach Modultyp und -material kann durch diesen Effekt bis zu 3 Prozent mehr Energie eingekoppelt werden. Der Effekt ist nachhaltig und resistent gegen normale Umwelteinflüsse.
Eine Reduzierung der Anhaftung von Staubpartikeln und Schmutzfilmen, so dass diese durch Regen auf geneigt angeordneten Modulen leichter abgespült werden können. Dieser Effekt bewirkt auch eine verzögerte Eisbildung beziehungsweise ein schnelleres Abtauen. Schneeablagerungen gleiten auf schrägstehenden Modulen schneller ab als auf unbehandelten Vergleichsmodulen.
Beide Effekte zusammen erhöhen den Energieertrag über einen längeren Zeitraum im Vergleich zu unbehandelten Anlagen. In einem sechsmonatigen Freilandbewitterungstest auf den Kanarischen Inseln im Winterhalbjahr konnten über 6,5 Prozent zusätzlicher Energie aus behandelten Modulen im Vergleich zu unbehandelten gewonnen werden.
