Durch Sand und Feinstaub kommt es in vielen Regionen der Welt zu erheblichen Ertragsverlusten bei Photovoltaik-Kraftwerken. Die manuelle oder automatische Reinigung der Module soll Abhilfe schaffen, sie kann jedoch zu Schäden an der Glasoberfläche führen. Das Photovoltaik-Institut Berlin (PI Berlin) hat verschiedene praxisnahe Stresstests entwickelt, mit denen die Wirkung von Reinigungsgeräten auf die Moduloberfläche geprüft werden kann. Modulhersteller erhalten einen Nachweis für reinigungsresistente Oberflächen beziehungsweise Empfehlungen für passende Reinigungsverfahren.
Wenn ein Sandsturm über ein Photovoltaik-Kraftwerk fegt, kann es durch vollständiges Versanden der Module zu einem 100-prozentigen Ertragsverlust kommen. Aber auch wenn die Module nur teilweise mit Sand bedeckt sind, führt das häufig zu deutlichen Ertragseinbußen. Zusätzlich kommt es durch eine starke lokale Erwärmung der nicht verschmutzten Solarmodulbereiche nicht selten zu Schäden, da die Verschmutzung wie eine Teilverschattung wirkt. So können aus Hot Spots weitere Ertragsverluste oder in Einzelfällen auch sicherheitsrelevante Schäden wie zum Beispiel durchgeschmorte Rückseitenfolien an den Modulen entstehen.
„Wir sehen den Trend, dass in Wüstenregionen immer häufiger PV-Reinigungsroboter zum Einsatz kommen. Daher müssen Modulhersteller in Ausschreibungen neuerdings oft die Bestätigung eines unabhängigen Prüfinstituts vorlegen, die ihren Solarmodulen eine reinigungsresistente Oberfläche bescheinigt“, erklärt Juliane Berghold, Leiterin des Bereichs Modultechnologie und Forschung am PI Berlin. „Es gibt verschiedenste Reinigungssysteme auf dem Markt, Roboter reinigen die Module mit Wasser oder trocken, mit Luftdruck oder Bürsten. Wir simulieren verschiedene Reinigungsmethoden praxisnah in individuellen Testaufbauten. Dabei sehen wir zum Beispiel sehr oft, dass die Reinigung die Antireflexionsbeschichtung eines Moduls im Lauf der Zeit beschädigt – besonders wenn die Module nicht im Vakuumverfahren beschichtet wurden. Manchmal ist aber auch die gesamte Glasoberfläche zerkratzt."
Das PI Berlin berät Projektierer und Betreiber, welche Reinigung sich für welche Modultypen eignet und führt regelmäßig Tests für Hersteller von Reinigungsrobotern durch. Für Ecoppia, einen der führenden Hersteller von PV-Reinigungssystemen, hat das PI Berlin zum Beispiel ein neues Reinigungsverfahren getestet, das ohne Wasser auskommt. Welche Modultypen für diese Reinigung geeignet sind, prüften die Ingenieure und Forscher des PI in ihrem Berliner Labor und im Feld. Vier verschiedene Modultypen wurden Stress-Reinigungstests unterzogen – unter Testbedingungen, die die realen Einsatzbedingungen im geplanten 40 Megawatt-Projekt im Süd-Osten Israels simulierten.
„Als Betreiber wollten wir sicher gehen, dass das geplante wasserfreie Reinigungsverfahren keinen Nachteil für das PV-Kraftwerk bedeutet. Deshalb haben wir die Experten des PI Berlin ins Boot geholt. Wir wussten, dass sie sehr praxisnahe Stresstests durchführen statt nur unter Standardbedingungen zu testen“, berichtet Esther Westreich, Geschäftsführerin von Global Sun Operation and Maintenance, dem Betreiber des PV-Kraftwerks. Die Betreibergesellschaft gehört zur Arava Power Gruppe, einem der größten Projektentwickler Israels.
Das PI Berlin hat bereits Projekte mit insgesamt mehr als zwei Gigawatt Nennleistung weltweit begleitet, darunter mehrere Projekte mit automatischer Modulreinigung. Mit seinem interdisziplinären Team aus Forschern und Ingenieuren berät das Unternehmen als unabhängiger Experte bei Planung, Bau und Betrieb von PV-Kraftwerken. Es verfügt über eigene Testlabore und eine Forschung- und Entwicklungs-Abteilung zum Thema Photovoltaik.
