Zwei Fallbeispiele

Manche Reinigungsfirmen geben einfach mal Ertragseinbußen von bis zu 30 Prozent an. Bei Instituten und in der Literatur findet man Werte von zwei bis acht Prozent. Ertragsgutachter wurden in der Vergangenheit wiederum von Kunden oft scharf kritisiert, wenn sie für Deutschland mehr als ein Prozent Verluste durch Verschmutzung annahmen, auch wenn sie solche Ergebnisse nachweisen konnten.

Mit dem massiven Ausbau von Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlichen Betrieben, mit Anlagen neben Zementwerken, Steinbrüchen und ähnlichen Verschmutzungsquellen wird immer mehr deutlich, dass Schmutz nicht gleich Schmutz ist, Modultechnik nicht gleich Modultechnik und die Auswirkungen der verschiedenen Schmutzarten noch besser im Feld und Labor erforscht werden sollten.

Solange das nicht der Fall ist, müssen Solarparkbetreiber aufgrund ziemlich unklarer Annahmen entscheiden. Dabei sind zur Vermeidung von hohen Ertragsverlusten bei stark verschmutzten Anlagen die Reinigungskosten ein kalkulatorischer Posten, der bei der Bewertung von wirtschaftlichen Entscheidungen sehr wichtig ist. Viel hängt zum Beispiel an derReinigung Betriebsführung Finanzierung ErtragFrage, wie oft man die Reinigung wiederholen muss. Und einiges hängt davon ab, dass man ein Monitoring hat, mit dem man die Verschmutzung überhaupt erkennt. Zwei Beispiele zeigen, wie die Betreibergesellschaft PV Project mit der Situation umgeht.

Nur ein Prozent Verluste

Im ersten Beispiel hat PV Project gute Erfahrungen gemacht. Bei einer Anlage in Lüptitz in der Nähe von Leipzig wurden die Module einmal gereinigt, und zwar direkt nach der Installation, bei der die Module viel Baudreck und Matsch abbekommen haben. Der Solarpark hat ein gut gewartetes Monitoring, so dass auch kleine Verluste durch Verschmutzungen erkannt werden müssten. Sie traten aber nicht auf. Seitdem reicht die normale Reinigung durch Regen auf der mit 25 Grad geneigten Anlage, um die Verschmutzung so gering zu halten, dass die Verluste in der Regel unter einem Prozent liegen.

Sogar bei der nahe gelegenen Schwesteranlage, die in der Nähe eines Steinbruchs mit einem Winkel von 20 Grad installiert wurde, konnten Labormessungen nur 0,9 bis 1,8 Prozent Verluste bezüglich STC-Leistung nachweisen. Und das obwohl jeder, der die Module sieht, sie als richtig staubig bezeichnen würde. Schmutz ist halt nicht gleich Schmutz.

Reinigungsfall Sonneberg

Völlig anders war die Situation bei einer Dachanlage auf einer Rinderzuchtanlage in der Nähe vom thüringischen Sonneberg. Auf dieser Anlage sind auf verschiedenen Dächern, deren Neigung unterschiedlich, allerdings in der Regel mit unter 20 Grad sehr flach ist, CIS-Dünnschichtmodule installiert worden und seit zweieinhalb Jahren in Betrieb. Die 1,87-Megawatt-Anlage ist mit lokalen Strahlungssensoren und dezentralen Wechselrichtern ausgerüstet, die über das herstellereigene Portal überwacht werden. Auch dort sah man viel Schmutz auf den Modulen. Zum Abgleich mit Wetterdaten wurden auch lokale Messungen mit Satellitendaten für den konkreten Standort abgeglichen. Obgleich die Messtechnik nicht mit der Genauigkeit des Monitoringsystems in Lüptitz vergleichbar ist, wurde deutlich, dass die Anlage an Leistung verliert.

Um hier eine genaue Vorstellung zu erhalten hat PV Project zwei Module aus den stark verschmutzten Bereichen der Anlage ausgebaut und bei PV Lab in Potsdam nachmessen lassen. Die Überraschung war groß, als das Ergebnis kam. Die verschmutzt gelieferten Module hatten eine um 20 Prozent geringere STC-Leistung, bevor sie im Labor gereinigt wurden.

Trotz des eindeutigen Ergebnisses war es schwierig, die Effekte richtig zu bewerten, da jedes Dach der Anlage eine andere Verschmutzung aufwies. Auch müsste geklärt werden, wie sich die bei zwei Modulen gemessene 20 Prozent geringere STC-Leistung im Ertrag auswirkt, mit welcher Geschwindigkeit die Module verschmutzen und in welchem Intervall eine Reinigung wirtschaftlich sinnvoll ist.

Als den Verantwortlichen bei PV Project dann klar war, dass die Reinigung durchgeführt werden sollte, stellte sich die Frage, welcher Dienstleister beauftragt würde. Geschäftsführerin Sarah Dreyer war wichtig, dass er selbst ein Notstromaggregat und einen Wasserzähler mitbringt, dass er ausreichend versichert ist und weiß, wie er mit verschiedenen Modultypen umgehen kann.

Die Reinigung

Den Auftrag bekam schließlich das Unternehmen ASL Cleanenergy. Für Geschäftsführer Marcel Kennel ist die Verschmutzung auf dem Dach des Rindermastbetriebes nicht überraschend. Die Ställe haben eine Firstentlüftung, durch die Ammoniak entweicht. Das Gas bildet zusammen mit anderen Substanzen eine dichte Schmutzschicht. „Besonders stark war sie auf den Dächern der Jungbullenzucht, da dem Futter für die jungen Tiere ein sehr staubiger Futtermittelzusatz beigemischt wird“, sagt Kennel.

In Sonneberg gehen seine Mitarbeiter zu fünft auf das Dach, ein sechster Mitarbeiter koordiniert die Tätigkeiten auf dem Boden. „So schaffen wir bei Aufdachanlagen 80 Quadratmeter pro Stunde und Mitarbeiter.“ Bei der Megawattanlage waren sie nach fünf Tagen fertig.

Es gibt einiges, was ein Reinigungsunternehmen für seine Arbeit entscheiden muss. ASL Cleanenergy reinigt mit einer Bürste, die nicht rotiert, da die Rotation laut einer Studie zu Mikrorissen führen kann. Die Tiere können bei der Arbeit drinbleiben, es störe sie nicht, das sei seiner Erfahrung nach nur bei Puten anders. Die müssen raus, wenn auf ihrem Dach eine Photovoltaikanlage gereinigt wird. Die Besitzer der Häuser hätten in der Regel nichts dagegen. „Sie freuen sich meist über ein sauberes Dach“, erzählt er. Denn oft sei der Pachtzins an den Ertrag gekoppelt. Die Hausbesitzer haben also auch ein Interesse daran, dass die Anlage gut läuft.

Besonderes Augenmerk wird auf das Wasser gelegt. Es muss deionisiert sein, damit weder Kalk noch andere ionische Bestandteile des Wassers beim Trocknen Spuren hinterlassen. In Sonneberg hat Kennel kein Reinigungsmittel zusetzen lassen, da der Betrieb in einem Wasserschutzgebiet liegt. Am besten ist das Reinigungsergebnis, wenn man Glasreiniger zusetzt, allerdings muss man dann alles Wasser auffangen, da es nicht in die Kanalisation gelangen darf. Daher ist der Aufwand oft zu hoch.

Für die Firmen ist es laut Kennel eine Herausforderung, die großen Mengen Wasser bereitzustellen, die man für so große Anlagen braucht. Die Reinigungsexperten haben daher eine mobile Wasseraufbereitungsanlage entwickelt, die das Reinwasser herstellt. Mit dem deionisierten Wasser muss man laut Kennel allerdings aufpassen. Selbst Pumpen aus Edelstahl würden relativ schnell kaputtgehen. Daher sei das Wasserhandling auch technisch anspruchsvoll. Wenn es vor Ort keine geeignete Wasserquelle gibt, muss die Reinigungsfirma es in Tankwagen heranschaffen.

Die Modulhersteller stellen in ihren Anleitungen oft Forderungen auf, denen man bei der Reinigung nicht entsprechen kann. Es gebe bei manchen Fabrikaten die Ansage, dass man zum Beispiel nur mit einem weichen Tuch randürfe. Kennel holt sich daher die Freigabe der Modulhersteller für seine Methode. Bekommt er sie nicht, übernimmt er die Reinigung auf eigenes Risiko. Dann wird sie unter Umständen etwas teurer. Bei manchen Herstellern muss man außerdem beachten, dass der Temperaturunterschied des Wassers zur Moduloberfläche nicht größer als 20 Grad ist. „Da muss man das Wasser dann unter Umständen vorwärmen“, sagt Kennel.

Außerdem muss man, so Kennel, auf den Arbeitsschutz achten. Es gehe weniger darum, dass ein Mitarbeiter vom Dach falle, sondern dass er durch das Dach falle. In Italien sei eine Sekurante, mit Hilfe derer sich das verhindern lässt, Pflicht. In Deutschland spannt man stattdessen oft ein Sicherungsseil. Auch in Sonneberg gab es Dächer, auf denen der freie Platz auf dem First sehr klein war und daher die Reinigung schwierig.

Kosten und Nutzen

Eine Reinigung kostet laut Kennel übrigens rund acht Euro pro Kilowattpeak. Das können rund 50 Prozent dessen sein, was man für Betriebsführung und Wartung in einem Jahr veranschlagen muss. Bei Freilandanlagen ist es deutlich günstiger, da Kennel dort auch Reinigungsroboter einsetzt. Da schafft ein Roboter mit zwei Bedienern mehr als ein Megawatt pro Tag und verbraucht nur die Hälfte des Wassers.

Übrigens, man darf nicht vergessen, den Reiniger darauf hinzuweisen, wo die Einstrahlungssensoren befestigt sind. Werden diese nämlich nicht gereinigt, wird im Monitoring keine reale Performance Ratio mehr angezeigt. Denn in der Regel verschmutzen diese wie die Module. Allerdings ist es möglich, die Erträge zu erfassen und zum Beispiel mit anderen Anlagen in der Nähe zu vergleichen.

Die Reinigung in Sonneberg fand direkt vor Redaktionsschluss statt. Um einzuschätzen, wie groß der Effekt der Reinigung ist, muss man den Ertrag über einen längeren Zeitraum beobachten. Allerdings beginnt dann ja schon wieder die Verschmutzung. Daher ist es gar nicht so einfach zu sehen und zu entscheiden, wie viel die Reinigung wirklich bringt.

Wenn wirklich ein Jahr lang der Ertrag zehn Prozent höher wäre als ohne Verschmutzung, wäre die Reinigung dreimal bezahlt. Trotzdem ist sie aus Sicht eines Betreibers ein teurer Spaß, macht sie doch drei bis vier Prozent der Einnahmen eines Jahres aus. Bei nicht so stark verschmutzen Anlagen ist es daher eine nicht so eindeutige Entscheidung, ob man das Geld ausgibt. Außerdem ist hier mit einer Vergütung über 20 Cent pro Kilowattstunde gerechnet.

Im Zusammenhang mit der Frage, auf wie viele Jahre die Kosten umgelegt werden können, also wie oft gereinigt werden muss, zitiert auch Marcel Kennel Studien. Danach sei nach vier Jahren der maximale Verschmutzungszustand erreicht. Wobei das bestimmt auch wieder von diversen Faktoren wie zum Beispiel von der Art des Schmutzes, der Regenhäufigkeit und der Modulneigung abhängen dürfte.

Karl-Heinz Remmers ist CEO der Solarpraxis AG und Herausgeber des pv magazine. Die Tochtergesellschaft Solarpraxis Engineering betreut PV Project beim Monitoring und der Fehlerbehebung.

Nennleistungvor Reinigungnach ReinigungSteigerung durch Reinigung
Modul 1150 Watt124,1 Watt-16,7 %156,7 Watt+4,5 %26,3 %
Modul 2150 Watt119,2 Watt-20,5 %150,4 Watt+ 0,3 %26,2 %

Vor der Beauftragung ließ der Betreiber im Prüflabor an zwei verschmutzten Modulen untersuchen, welchen Effekt eine Reinigung an den zwei Jahre alten Modulen hat.