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Photovoltaikanlagen - Eine saubere Sache?

Was ist zu tun?

Mit der Zeit verschmutzen Photovoltaikanlagen, was teils zu erheblichen Ertragseinbußen führen kann. So hängen Mindererträge über die Jahre oft nicht nur mit der Alterung der Anlagen zusammen, sondern auch mit dem Verschmutzungsgrad. Deshalb sollten die Module in regelmäßigen Abständen gereinigt werden.

In der Nähe zu Bäumen ist Pollenstaub und Grünspan häufig ein Problem. Eine Reinigung ist dringend notwendig.
In der Nähe zu Bäumen ist Pollenstaub und Grünspan häufig ein Problem. Eine Reinigung ist dringend notwendig.Helmut Wahl
Werden Photovoltaikanlagen auf Wohnhäusern mit in der Regel steilen Dächern installiert, haben diese meist eine sehr gute Selbstreinigung durch Wind und Niederschlag. Häufig befinden sich in unmittelbarer Nähe zu Wohnhäusern nur wenige Emissionsquellen, die die PV-Anlagen verschmutzen könnten. Auf landwirtschaftlichen Gebäuden, insbesondere Ställen, ist die Situation anders. Die Dächer haben häufig eine Dachneigung von unter 30° und sind somit wesentlich flacher als die von Wohngebäuden. Wasser fließt dadurch schlechter ab, die Staubimmissionen sind deutlich größer und teils in unmittelbarer Nähe.

PV-Anlagen auf Ställen häufiger reinigen

Beispiele für Emissionsquellen sind Abluft aus Ställen, Stäube durch Futtermittel und Einstreu, Pollen von angrenzenden Bäumen oder Staub von umliegenden landwirtschaftlich genutzten Flächen. Bei Ställen gibt es je nach Art der Tierhaltung und Lüftung Unterschiede in der Intensität der für die Verschmutzung verantwortlichen Emissionen. So ist die Verschmutzung durch einen Rindviehstall mit Trauf-First Lüftung höher, als durch einen Schweinestall mit Abluftreinigungsanlage. Auf taufeuchten Modulen haftet der Staub aus der Tierhaltung besonders gut und bildet eine Schmutzschicht. Hört man sich bei Fachunternehmen um, so lassen sich Staubverschmutzungen relativ einfach und ohne Zugabe von Reinigungsmitteln säubern. Zusätze sind nur bei sehr hartnäckigen Verschmutzungen oder bei sehr hartem, also kalkhaltigem Wasser notwendig. Kalkhaltiges Wasser hinterlässt nach der Reinigung Kalkflecken, an denen wiederum schneller Schmutzpartikel anhaften können, sodass die Anlage schneller wieder verschmutzt. Der Einsatz von entminerialisiertem/entkalktem Wasser kann ebenso Abhilfe schaffen. Beim Einsatz von Zusätzen ist auf die Freigabe durch den Modulhersteller zu achten. Ebenso sollten diese nicht die Montage und die Dachhaut angreifen. Nach Möglichkeit sollte gänzlich darauf verzichtet werden. Neben Staub können Flechten und Moose eine weitere Quelle für Verschmutzungen sein. Diese sind bei der Reinigung problematisch da sie in der Regel von Hand entfernt werden müssen, was die Kosten einer Reinigung deutlich erhöht. Der Zeitpunkt der Reinigung sollte sich nach der Art der Verschmutzung richten. Während Anlagen auf Ställen ganzjährig der Emissionsquelle unterlegen sind, sind Anlagen in Nähe von Bäumen hauptsächlich dem Pollenflug oder Anlagen auf Getreidelagerhallen dem Erntestaub ausgesetzt. Eine Reinigung sollte in diesen Fällen nach Ende der Pollenflugsaison oder nach der Ernte erfolgen. Eine Reinigung ab Herbst bis in das Frühjahr hinein bietet sich an, da die Anlage dann in den ertragreichen Frühjahr- und Sommermonaten meist noch nicht wieder verschmutzt ist und hohe Erträge liefert. Grundsätzlich sollten die PV-Module möglichst schonend gereinigt und keiner zu starken mechanischen Belastung ausgesetzt werden. Schon bei leichten Kratzern an der Glasoberfläche kann Schmutz schneller anhaften und die Module verschmutzen nach der Reinigung schneller. Um diesem Risiko aus dem Weg zu gehen kann die Erstreinigung möglichst lange hinausgezögert werden.

Wann lohnt sich die Reinigung einer PV-Anlage?

Eine Verschmutzung der Anlage lässt sich bei genauerer Betrachtung der Module optisch schon gut erkennen. Hinweise können ebenfalls die Erträge im Vergleich zu den Vorjahren oder zu Vergleichsanlagen geben. Wenn diese deutlich abfallen, ist eine Reinigung angesagt. Bei sehr großen Anlagen ist denkbar, nur einen String zu reinigen und die Ertragssteigerung mit den übrigen Strings der Anlage zu vergleichen. Ob sich eine Reinigung lohnt, hängt sehr stark von den betriebs- und anlagenindividuellen Gegebenheiten ab. Im Allgemeinen lässt sich sagen, wenn die jährlichen Ertragseinbußen größer sind als die Kosten der Reinigung, ist eine Reinigung wirtschaftlich. Der Erlös aus einer PV-Anlage hängt hauptsächlich von der EEG-Einspeisevergütung ab und somit vom Inbetriebnahmezeitpunkt. So ist eine Reinigung einer älteren, höher vergüteten Anlage schneller wirtschaftlich, als bei einer niedriger vergüteten Anlage. Neuere Anlagen setzen auf einen hohen Eigenverbrauchsanteil, somit wäre hier die Stromkostenersparnis mit einzuberechnen. Die angeführte Beispielrechnung zeigt, dass bei Anlage 1 die Reinigung bereits bei Ertragseinbußen von unter fünf Prozent wirtschaftlich sinnvoll ist. Bei der 2. Beispielanlage mit einer deutlich geringeren Vergütung lässt sich die Reinigung bei zehn Prozent Ertragseinbußen rein wirtschaftlich nicht rechtfertigen. In der Praxis lassen sich teils stark verschmutzte Anlagen finden, die Ertragseinbußen von bis zu 20 % aufweisen. Zu berücksichtigen ist, dass eine gereinigte PV-Anlage auch in den Folgejahren einen höheren Ertrag bringt. Übrigens basieren Wirtschaftlichkeitsberechnungen immer auf neuen, sauberen Modulen.

Die Größe bestimmt den Preis

Bei einer Reinigung durch ein Fachunternehmen werden die Kosten durch verschiedene Faktoren bestimmt. Die Größe der Anlage spielt eine ganz entscheidende Rolle, denn Anfahrt und Rüstzeiten unterscheiden sich kaum. Des Weiteren beeinflussen folgende Punkte die Kosten für eine Reinigung: Zugänglichkeit der Module, Modulart, Aufständerung, Art der Verschmutzung, Notwendigkeit von Reinigungszusätzen, Anzahl der Dächer und ob besondere Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz der reinigenden Person getroffen werden müssen. Für Kleinanlagen wird häufig ein größenunabhängiger Festpreis von 200 bis 300 Euro angeboten. Für größere Anlagen werden Reinigungspreise in Euro/kWp und Euro/m² angegeben. Bei einer Umrechnung unterscheiden sich die Preise kaum. Für Anlagen unter 100 kWp kann von Reinigungskosten zwischen 10 und 15 €/kWp und für Anlagen über 100 kWp von 7 bis 9 €/kWp ausgegangen werden. Sollte eine Reinigung anstehen, ist der Anlagenbetreiber wie so häufig gut beraten, sich Angebote mehrerer Firmen einzuholen.

Viele Techniken am Markt

Mittlerweile bietet der Markt eine Vielzahl an Techniken für die Reinigung. Die einfachste Ausführung sind Wischer und Bürsten, die es bereits für einige hundert Euro gibt. Mit dieser Technik lässt sich eine Anlagenreinigung relativ einfach selbst durchführen. Von Fachfirmen werden in der Regel halbautomatische oder automatische Systeme eingesetzt. Diese arbeiten teilweise mit Hochdruck beziehungsweise mit elektrisch oder mechanisch rotierenden Bürsten. Für sehr große Flächen gibt es Anbaugeräte (z. B. an Teleskopladern) mit einer hohen Flächenleistung, die häufig bei Freiflächenanlagen Anwendung finden. Bei der Auswahl des Systems sollten unbedingt die Garantiebedingungen der Modulhersteller überprüft werden. Häufig lassen sich in den Herstellerangaben Einschränkungen für den Wasserdruck, für Reinigungsmittel und für automatische Reinigungsmaschinen finden. Ebenso sollte die Temperatur der Module während der Reinigung nicht zu hoch sein, um Temperaturschocks und somit Beschädigungen an den Modulen zu vermeiden. Während der Reinigung hat die Personensicherheit oberste Priorität und es müssen die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden. Im Zweifel sollte ein Fachunternehmer beauftragt werden, der über die entsprechende Ausrüstung verfügt.

Fazit

Eine regelmäßige Reinigung der PV-Module ist für einen stabilen Stromertrag unerlässlich.  Durch Emissionen aus der Tierhaltung sind PV-Anlagen auf Ställen besonders verschmutzt und daher häufiger zu reinigen. Ob eine Reinigung wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt unter anderem vom Grad der Verschmutzung und von der Einspeisevergütung ab. Umso höher diese ist, desto schneller lohnt sich eine Reinigung. Der Markt für Reinigungstechniken bietet von einfachen Bürsten und Wischern über halbautomatische oder vollautomatische Systeme bis hin zu Anbaugeräten eine breite Auswahl.

Tabelle: Wirtschaftlichkeit einer Reinigung bei unterschiedlicher Vergütung und einer Ertragsminderung von fünf Prozent.

    Anlage 1     Anlage 2
Inbetriebnahme   2008        2019
Einspeisevergütung

Cent/kWh

46,75

10,60

Eigenverbrauch

%

0

30

Stromproduktion (850 kWh/kWp)

kWh/Jahr

25.500

25.500

Erlös

11.921,25

3.340,50 *

Angenommener Minderertrag

- 5 %

1.275

1.275

Ertrag vor Reinigung

 

24.225

24.225

Erlös

11.325,19

3.173,48 *

Erlösdifferenz vor/nach Reinigung

€/Jahr

596

167

Gesamtkosten der Reinigung bei 15 €/kWp

450

450

* Wert des eigenverbrauchten Stroms einberechnet


In der Nähe zu Bäumen ist Pollenstaub und Grünspan häufig ein Problem. Eine Reinigung ist dringend notwendig. PV-Anlage vor der Reinigung. Der Reinigungseffekt ist deutlich zu sehen. PV-Anlage nach der Reinigung. Der Reinigungseffekt ist deutlich zu sehen. Anschaffungskosten für Bürsten sind gering. Diese werden häufig von Anlagenbetreibern zur Reinigung genutzt. Rotierende Bürsten finden häufig bei Fachunternehmen Anwendung. Rotierende Bürsten finden häufig bei Fachunternehmen Anwendung. Anbaugeräte haben eine hohe Flächenleistung, erfordern aber viel Platz für das Trägergerät. PV auf Maschinenhalle Förderfähig ist die regenerative Eigenenergieerzeugung zum Beispiel über eine PV-Anlage. Der Überschussstrom kann dann aber nicht nach dem EEG vergütet werden. Voraussetzung sind somit hohe Eigenverbräuche.

 

 

Kontakte

Helmut Wahl
M.Sc.
Helmut Wahl

Berater Energietechnik, Erneuerbare Energien

 0441 801-322

  helmut.wahl~lwk-niedersachsen.de


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