Photovoltaikanlagen schadensfrei und fachgerecht reinigen Sensible Oberfläche verlangt besondere Reinigungsverfahren

Photovoltaik-(PV-)anlagen werden von Solarreinigung-Fachbetrieben und vermehrt auch von Gebäudereinigungsunternehmen gereinigt. Die Anforderungen an den Gebäudereiniger sind bei dieser speziellen Reinigung völlig anders als in der Glasreinigung. Ein Photovoltaikmodul hat zwar auch eine Glasoberfläche, ist darüber hinaus aber ein sensibles technisches Bauteil, das stromführend ist. Reinigungsmethoden aus der Glas- oder Fassadenreinigung können Schäden am PV-Modul hervorrufen.Mitteleuropäische Photovoltaikanlagen sind von den globalen Klimaveränderungen betroffen. Die Extremwetterlagen haben Auswirkungen auf den Stromertrag. Die Verschiebung der klassischen Jahreszeiten ist gekennzeichnet von untypisch anhaltender Bewölkung oder milchiger Atmosphäre. Diese Wetterlage nimmt in den klassisch ertragsstarken Zeiten von März bis Oktober zu. Die einhergehende Lichtfilterung bewirkt eine Zunahme des Schwachlichtanteils. Bereits leicht verschmutzte PV-Anlagen haben bei wechselnder Bewölkung und abgeschwächtem Sonnenschein signifikant höhere Verluste. Die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaikanlage wird über 20 bis 30 Jahre bewertet. Das alte Denken, Stromeinbußen müssten höher sein als die Reinigungskosten, ist längst überholt. Kurzfristiges Gewinnstreben kann tatsächlich die Rentabilität der Gesamtinvestition gefährden. Unabhängig vom aktuellen Stromverlust bewirken nämlich viele Verschmutzungsarten gravierende Modulschäden. Sechs Faktoren beeinflussen die VerschmutzungWann ist eine PV-Reinigung sinnvoll, notwendig und wirtschaftlich? Warum verschmutzen manche PV-Anlagen schneller? Was kann der Schmutz bewirken? Noch vor ein paar Jahren dachte man, die Verschmutzungsproblematik sei über den Anstellwinkel lösbar. Man glaubte, steile PV-Anlagen müssen generell nicht gereinigt werden. Heute kennt man sechs Faktoren, die den Zeitraum und die Intensität von Schmutzauflagerung bestimmen: Art und Intensität der Luftverschmutzung, Standort, regionales Klima, Glas-und Modulqualität, Neigungswinkel, Reinigungsmethode. Luftverschmutzung und Standort: Die allgemeine Luftverschmutzung in Deutschland nimmt seit Jahren zu. Ein großer Anteil stammt von Partikeln aus Verbrennungsprozessen, also Heizung, Verkehr, Gewerbe und Industrie. Befindet sich die PV-Anlage in Windrichtung zu Emissionsquellen wie Stallungen oder einer großen Stadt, verschmutzen die Module schneller. Auch Handwerks- und Produktionsbetriebe können schmutzstarke Standorte für PV-Anlagen sein. Mehrfachverschmutzung aus Stäuben, Fasern und Gasen vernetzt sich zu stark haftenden Verbindungen und verstärkt die Materialermüdung. Klima: PV-Anlagen auf freistehenden Gebäuden in exponierter Lage verschmutzen deutlich weniger, besonders im Alpenvorraum und in Mittelgebirgslagen. Die Luftqualität ist besser und der Regen reinigt intensiver. Peitscht der Wind den Regen in hohem Tempo gegen die Solargläser, unterstützt dies die Selbstreinigung. In geschlossener Bebauung ist man den umgebenden Schmutzemissionen dagegen stärker ausgesetzt. Die natürliche Reinigung durch Wind und Wetter ist schlechter. Glas- und Modulqualität: Unabhängig von technischen Werten und Kaufpreis ist die Qualität der Modulgläser sehr unterschiedlich. Es gibt hochwertiges Solarglas, das nur wenig anschmutzt, aber auch Gläser, die sehr empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen sind. Beschichtete und strukturierte Gläser sind anfälliger für Verschmutzung und stellen höhere Anforderungen an eine fachgerechte Solarreinigung. Rahmenschlitze entstehen am Materialübergang zwischen Solarglas und Modulrahmen. Sind die Schlitze nicht eng und definiert gefertigt, können Algen, Flechten, Moose und Pilze bis tief in die Rahmen hineinwachsen. Rahmenschäden und das Ablösen des stromerzeugenden Wafers (Delamination) sind mögliche Folgen unkontrollierten Pflanzenwachstums. Neigungswinkel: Flach verbaute PV-Anlagen sammeln den Schmutz stärker als steile Anlagen. Der Knackpunkt ist jedoch das mangelhafte Wasserablaufverhalten. Bei flachen Neigungen unter 15 Grad sammeln PV-Module die Verschmutzungen besonders stark. Nachtfeuchte und Regen können den Schmutz nicht vom Glas abtransportieren. Dieser sammelt sich im unteren Drittel. Rahmenlose Module sind davon genauso betroffen. Aufgelöst von Regen und Nachtfeuchte schwimmt der Schmutzbrei auf den Modulen, trocknet sehr langsam über Stunden ab und brennt dann bei großer Hitze ein. Hier entstehen chemisch-physikalische Prozesse im Glas. Die Glasgüte wird geschädigt, es entstehen irreversible Leistungsverluste durch Materialdegradation beziehungsweise Glaskorrosion. Reinigungsmethode: Harte Reinigungsmethoden mit entmineralisiertem Wasser, Reinigungschemikalien und Rotationsbürsten bewirken tendenziell eine schnelle Nachverschmutzung. Mikroverkratzung, Glaskorrosion und Aufrauung der Gläser haben eine beschleunigte, stark haftende Nachverschmutzung zur Folge. Billige Schnellreinigungen mit Rotationsgeräten hinterlassen mangelhafte Reinigungsergebnisse mit Schmutzresten. Darauf baut sich die Nachverschmutzung in kurzer Zeit wieder auf. Eine fachmännische Solarreinigung verzichtet grundsätzlich auf alle riskanten Methoden. Stattdessen wird der Schmutz schichtweise in klassisch handwerklicher Weise unter mehrmaligem Einweichen schadensfrei gelöst. Das drucklose Freischwemmen der Rahmenschlitze von Flechten und Moos ist unverzichtbarer Teil der Reinigungsleistung. Mit vier Regeln zur optimalen PV-AnlageDie Stellschrauben für Bestandsanlagen sind PV-Service und PV-Reinigung. Mit folgenden vier zu beachtenden Regeln lässt sich der maximale Sonnenstromertrag ernten und die Laufzeit einer PV-Anlage optimieren: rechtzeitig reinigen, richtig reingen, nicht selber reinigen, technisch prüfen und instandhalten. Rechtzeitig reinigen: Reinigt man PV-Anlagen rechtzeitig, lassen sich Ertragsverluste vermeiden, verschmutzungsbedingten Schäden wird vorgebeugt und die Materialermüdung wird minimiert. Auf einem Kuhstall ist eine jährliche Solarreinigung wirtschaftlich sinnvoll, auf dem Geflügelstall meist alle zwei Jahre. PV-Anlagen auf Privathäusern werden im Mittel alle drei bis vier Jahre gereinigt. Es gibt auch Beispiele, dass Intervalle von sechs bis acht Jahren angemessen sein können. Der Reinigungsturnus wird für jede PV-Anlage immer individuell ermittelt. Eine Photovoltaikreinigung ist sinnvoll, wenn die PV-Anlage verschmutzt ist. Gibt es nur leichte Verschmutzung oder Blütenstaub auf den Solarmodulen, dann sollte man nach einem starken Regenschauer die abgetrockneten Gläser kontrollieren. Sind die Stäube noch vorhanden, wird der Schmutz in den kommenden Monaten weiter zunehmen. Durch Beobachtung oder eine Reinigungsprobe kann der Laie den richtigen Reinigungszeitpunkt herausfinden. Baut sich der Schmutz weiter auf, wird das Licht stärker gefiltert. Die Stromerträge sinken schleichend. Die Ertragsverluste beginnen mit kaum messbaren Veränderungen und können sich auf über 50 Prozent steigern. Bei wechselhaftem Wetter und milchigem Himmel reduziert der Schmutz zusätzlich den Einfall des abgeschwächten Sonnenlichts. In mittelmäßigen oder unterdurchschnittlichen PV-Jahren sind die Verluste auch bei mäßig verschmutzten PV-Modulen besonders hoch. Eine rechtzeitige Reinigung wird Modulschäden vermeiden. Sind Abgase von Heizungsanlagen, Industrie oder Verkehr an der Verschmutzung beteiligt, wirkt diese auf Dauer korrosiv und kann die Glasgüte schädigen. Pflanzliches Wachstum wie Flechten, Moose und Pilze muss rechtzeitig aus den Modulrahmen entfernt werden. Nicht durch Wegraspeln mit rotierenden Bürsten, sondern durch nachhaltiges Freischwemmen im Niederdruckbereich. Moose und Flechten halten die Materialübergänge in den Modulrahmen länger feucht und scheiden korrosiv wirkende Salze aus. Pilze, Flechten, Bakterien, Hitze, Kälte und UV-Einstrahlung können gemeinsam Kohlenstoffketten knacken und die Materialzermürbung beschleunigen. Die Schädigung von Eindichtung und Solarglas wird als verschmutzungsbedingte Materialermüdung bezeichnet. Setzt sich pflanzliches Wachstum ungehindert in den Rahmenschlitzen fest, steigt die Gefahr von Schäden an Rahmen, Eindichtung und Laminat. Eine Delamination des stromerzeugenden Wafers durch Flechten und Moos kann Isolationsfehler an der kompletten PV-Anlage bewirken. In fortgeschrittenem Stadium hilft nur noch ein Austausch der Module. Richtig reinigen: Reinigt man PV-Anlagen richtig, verbietet sich der Einsatz von riskanten Hilfsmitteln. Bei einem PV-Reinigungsfachbetrieb werden das notwendige Fachwissen und Berufserfahrung vorausgesetzt. Die Module müssen nach einer Photovoltaikreinigung sauber sein und es dürfen keine Bearbeitungsschäden zurückbleiben. Beim „ordentlichen Handwerksbetrieb“ ist der Einsatz von riskanten Hilfsmitteln tabu. Entmineralisiertes Wasser, Rotationsbürsten und Reinigungschemie gehören zu den riskanten und „harten“ Reinigungsmethoden. Entmineralisiertes Wasser wird auch als Rein-, Reinstwasser oder Osmosewasser (VE-Wasser) bezeichnet. In einem technischen Verfahren werden die Inhaltsstoffe entzogen. Entmineralisiertes Wasser verhält sich völlig anders als mineralstoffarmes Regenwasser.In Industrie und Gewerbe ist die materialschädigende, aggressive Wirkung bekannt. Das vollentsalzte Wasser hat einen geringen Leitwert und dadurch das starke Bestreben, sich mit Mineralien und anderen Stoffen zu sättigen. Es entzieht diese aus seiner Umgebung: Metalle korrodieren, Kunststoffe werden hart, Aluminiumlegierungen und Glas werden angegriffen. In einer fachmännischen Solarreinigung wird deshalb grundsätzlich nicht mit entmineralisiertem oder deionisiertem Wasser gereinigt. PV-Module bestehen überwiegend aus thermisch vorgespanntem Glas (TVG, ESG). Das Sicherheitsglas zeichnet sich durch eine hohe Bruchstabilität aus, es ist gleichzeitig aufgrund seiner inneren Vorspannung anfällig für Verkratzungen. In der Architektur kennt man die Problematik der sogenannten Grauwasserreinigung: Wechseln die Reinigungskräfte das Wasser im Eimer nicht rechtzeitig und reinigen vorgespanntes Glas mit „grauem“, also verschmutztem, Wasser, kommt es regelmäßig zu Verkratzungen. Wird eine Solarreinigung beauftragt, sind die PV-Module immer verschmutzt. Die Voraussetzungen einer Grauwasserreinigung sind gegeben. Deshalb muss die fachgerechte PV-Reinigung stets mit einer ausreichenden Wassermenge und dem richtigen Reinigungsgerät erfolgen. Schwämme und Tücher verreiben den Schmutz über das Glas. Das ist die schlechteste Variante. Die rotierende Bürste wird eingeschaltet und raspelt den haftenden Schmutz ohne Einweichen sofort aus dem Glas. Deshalb wird die Rotationsbürste den schadensriskanten Werkzeugen zugerechnet. Die Verletzung der obersten Glasschichten hat eine starke Schmutzadhäsion zur Folge. Konventionelle Solarreinigungsmittel bestehen aus Säuren, Tensiden, Enzymen, Ammoniumchlorid und weiteren Reinigungschemikalien. Die sogenannten Ökoreiniger sollen leichter biologisch abbaubar sein. Der Begriff Ökoreiniger ist jedoch kein geschützter Begriff und kann auch von Herstellern konventioneller Reinigungsmittel verwendet werden. Auf Photovoltaikanlagen ist die Anwendung von wirkstoffhaltigen Reinigern unerwünscht. Die Reinigungschemie trocknet auf den Modulen sofort ab und brennt sich bei Betriebstemperaturen von circa 70 Grad Celsius ein. Dies kann chemisch-physikalische Prozesse in Glas und Eindichtung auslösen, besonders bei PV-Anlagen mit alterungsbedingter Materialveränderung. Die Verwendung von Reinigungsmitteln mit chemischen Wirkstoffen in Solarparks und auf Dachanlagen kann eine Umweltstraftat darstellen. Die meisten Regenrinnen sind nicht an die Kläranlage angeschlossen und leiten die Reinigungsmittel direkt in den Vorfluter. Nicht selber reinigen: Viele Photovoltaikeigentümer meinen, die Reinigung von PV-Modulen sei leichter als Fenster zu putzen. Besonders bei Eigentümern kleiner Hausanlagen und einigen Landwirten ist diese Meinung verbreitet, weil es ihnen ausreicht, „wenn der gröbste Dreck wieder unten ist“. Photovoltaikmodule sind technische Bauteile und keine einfachen Glasscheiben. Möchte ein privater PV-Eigentümer oder ein Gewerbetreibender seine PV-Anlage selber reinigen, sollten die handwerklichen Grundlagen einer fachgerechten und schadensfreien Solarreinigung bekannt sein. Es braucht ein geeignetes, risikofreies Reinigungsgerät, handwerkliches Know-how und einen objektiven Blick für die eigenen Reinigungsergebnisse. Nicht jedes am Markt angebotene Reinigungsgerät ist geeignet für die Reinigung von Photovoltaikanlagen. Ohne Erfahrung und Sachverstand kann die Anwendung eines frei erhältlichen Reinigungsequipments tatsächlich auch Schäden am Photovoltaikmodul hervorrufen. Zu beachten ist: Sämtlicher Schmutz muss gut eingeweicht und restlos entfernt werden. Es genügt nicht, den schlimmsten Schmutz nur grob zu beseitigen. Die angelösten Schmutzreste würden sich umso hartnäckiger mit dem Modulglas verbinden. Schlampige Reinigungsergebnisse können das Solarglas und die Beschichtung ruinieren. Aus Erfahrung sei gesagt, dass mehrmals selbst gereinigte Photovoltaikanlagen für die Solarreinigungsfirma sehr aufwändig zu reinigen sind. Bearbeitungsfehler und ungenügende Reinigungsergebnisse führen im Laufe der Zeit zu hartnäckig haftender Verschmutzung. Das nachhaltige Freischwemmen der Rahmenschlitze von Flechten, Moos, Algen, Pilzen und Schmutz gehört zur Königsdisziplin in der Solarreinigung und zeichnet eine fachmännische Reinigung aus. Die Eigenreinigung kann diese Qualität nicht leisten. Deshalb empfehlen wir bei pflanzlichem Bewuchs ungeachtet der Anlagengröße, immer einen erfahrenen Fachbetrieb zu beauftragen. Technisch prüfen und instandhalten: Jede Photovoltaikanlage muss gemäß VDE 0105-100 und VDE 0126-23 regelmäßig geprüft und gewartet werden. Der sogenannte E-Check ist keine Besonderheit, die nur Photovoltaikanlagen betrifft. In jedem Gewerbebetrieb und in der Landwirtschaft werden alle elektrischen Geräte und Einrichtungen regelmäßig gemäß VDE-Richtlinie geprüft. Bei PV-Anlagen soll der E-Check den sicheren Betrieb gewährleisten. Jeder PV-Betreiber ist für den ordnungsgemäßen Zustand der PV-Anlage selbst verantwortlich. Nur wer seine Anlage nach deutschem Recht prüfen lässt, genießt im Schadensfall uneingeschränkten Versicherungsschutz. Jedes technische Gerät hat einen natürlichen Verschleiß und eine Materialermüdung, insbesondere bei Laufzeiten von mindestens 20 bis 30 Jahren im Außenbereich. Damit auch kleine Defekte rechtzeitig erkannt werden, ist der E-Check tatsächlich sinnvoll. Durch Defekte an elektrischen Anlagen können Mensch, Tier und Sachwerte ernsthaft zu Schaden kommen. Detaillierte Informationen über Art, Umfang und Häufigkeit der Prüfroutine erhält man beim Elektrofachbetrieb des Vertrauens, beim Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke sowie bei der regionalen Handwerkskammer. Ökologie und Ökonomie sichernWerden diese Regeln der Reinigung sowie der Prüfung und Instandhaltung von Photovoltaikanlagen beachtet, ist die Grundlage für eine langjährig erfolgreiche Solarstromernte gegeben. Auch in ungünstigen Photovoltaikjahren und in Zeiten des Klimawandels. Es wurde in mehrjährigen Fallstudien dokumentiert, dass alle Risiken für verschmutzungsbedingte Materialermüdung und Güteverlust gestoppt werden können. Ist die Reinigungsmethode real schadensfrei und werterhaltend, werden auch die alterungsbedingten Schadensbilder reduziert. Wird die PV-Anlage nicht als reines Abschreibungsobjekt betrieben, ist die Wirtschaftlichkeit mit zunehmender Laufzeit bei gleichzeitig minimierten Folgekosten maximal. Die Verlängerung der Nutzungsdauer eines Wirtschaftsgutes ist ein energetischer und ökologischer Gewinn. Bei der Herstellung und beim Recycling werden Energie und Rohstoffe verbraucht, es entstehen Produktionsabfälle und schädliche Emissionen. Wenn man Photovoltaikanlagen pflegt und instandhält, wird die Solarstromerzeugung zur ökologischen Energiequelle. Werden die dargestellten Regeln beachtet, gewinnt der Photovoltaikbetreiber monetär und verbessert seinen ökologischen Fußabdruck. Michael Mattstedt, Ökologische Solarreinigung markus.targiel@holzmann-medien.de

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