Wann ist der richtige Zeitpunkt für eine Photovoltaik Reinigung?

Ein Leitfaden für die rechtzeitige Reinigung von Photovoltaikanlagen

(Copyright bei Ökologische Solarreinigung / Michael Mattstedt. Die Verwendung und Verbreitung, auch auszugsweise, ist ausdrücklich erwünscht, aber nur mit Quellenangabe gestattet, keine gewerbliche Nutzung)

1. Wann soll man eine Photovoltaikanlage reinigen?

Viele Photovoltaik Eigentümer vertreten die Meinung, dass eine PV-Anlage unbedingt im Frühjahr gereinigt werden soll, oder nur bei regnerischem Wetter. Andere behaupten eine Reinigung sei bei steilen Dächern ab 30° unnötig. Stimmt das alles tatsächlich? Prinzipiell gilt: Photovoltaikanlagen können grundsätzlich das ganze Jahr über gereinigt werden, außer bei Minustemperaturen und Extremhitze.

Eine wichtige Überlegung für den Erhalt von Wert und Funktion einer PV-Anlage ist der Zeitraum, nach wievielen Jahren eine Reinigung sinnvoll ist und wann sich die Photovoltaik Reinigung dann auch wirklich lohnt. Ob man besser abwartet, bis die Verluste eine bestimmte Größenordnung erreichen? Denn tatsächlich wird jede Photovoltaikanlage irgendwann einmal verschmutzen. Je nach Standort, Immissionsgrad, Ausrichtung, Glasqualität und Neigungswinkel ist die Häufigkeit der PV Reinigung völlig unterschiedlich.

Früher oder später bemerkt jeder Betreiber, dass die Module zunehmend verschmutzen. Die Verschmutzung kann hauptsächlich am unteren Rahmen entstehen, oder sie erstreckt sich flächig über das gesamte Glas. Vielleicht wachsen zusätzlich auch Flechten und Moose in den Modulrahmen. Und wann lohnt sich dann also die Photovoltaik Reinigung? Ist erst dann Handlungsbedarf, wenn die Stromerträge signifikant abnehmen?

Wenn eine Photovoltaikanlage real verschmutzt ist, empfiehlt sich die Solarreinigung immer, also völlig unabhängig von möglichen Stromverlusten. Denn viele Schmutzarten können die Modulmaterialien marodieren und dabei die Lebensdauer der PV-Anlage verkürzen. Doch beginnen wir einmal ganz von vorn…

2. Was ist der Sinn einer Photovoltaik Reinigung?

2.1 Schmutz verursacht Stromverlust

Es gibt lichtfilternde und lichtreflektierende Verschmutzung. Schmutz kann also das Licht so verändern, dass der Wirkungsgrad der PV-Module schlechter wird. Ob Sie die Verluste bemerken, hängt davon ab, ob Ihre Anlagenüberwachung einen Referenzwert hat. Die meisten Betreiber erfassen zwar ihre Erträge, aber sie wissen nicht wieviel Strom sie hätten produzieren können. Und dann scheint die Sonne ja auch nicht immer gleich stark. Starkes Licht durchdringt den Schmutz leichter. Ein milchiger Himmel schwächt die Lichtstrahlen und dieses schwächere Licht kann dann den Schmutz wesentlich schlechter durchdringen. In mittelmäßigen PV-Jahren haben Sie also mit demselben Schmutz entsprechend höhere Verluste im Vergleich zu sonnenreichen Jahren wie 2018 – 2020.

2.2 Schmutz verursacht Modulschäden

Viele Schmutzarten sind materialaggressiv, haben eine qualitätsmindernde Wirkung auf das PV-Panel. In der Fachsprache wirkt unsere heute übliche Luftverschmutzung auf Dauer chemisch-physikalisch reaktiv in die Modulmaterialien ein. Dieser Schmutz stammt überwiegend aus Verbrennungs- und Produktionsprozessen, also von den Heizungsanlagen, dem Strassen- und Schienenverkehr oder von Gewerbe und Industrie. Je nach Standort kann die Wirkung der Schadstoffmischung gravierender sein, beispielsweise in Windrichtung zur Autobahn oder zu einem Industriegebiet. Wenn dieser Schmutz über mehrere Jahre in das Modul einwirkt, nachts feucht und tagsüber heiß wird, um so stärker greift er das Solarglas und die Eindichtung an. Deshalb empfehlen wir die Solarreinigung immer rechtzeitig zu beauftragen, völlig unabhängig von Stromverlusten.

Denn Langzeitverschmutzung führt eigentlich immer zu Materialermüdung, Glaskorrosion und marodierter Glasbeschichtung. Wenn sich die anhaltend haftende Verschmutzung so stark entwickelt, dass unter dem Glas eine partielle Abschattungen entsteht, überhitzt die stromerzeugende Zelle in diesem Bereich. Je nach Modulhersteller bilden sich durch die Hitze rötlich gefärbte Zellbereiche,  die bekannten Hot-Spots. Betroffene Module mit Hot-Areas müssen dann ausgetauscht werden.

Die Luftverschmutzung hat sich die letzten 20 Jahre verändert, zum Guten und zum weniger Guten. Eine Folge dieser Veränderung ist ein zunehmendes Flechtenwachstum. Flechten, Moos und Pilze dürfen nicht auf der Photovoltaik-Anlage wachsen, weil sie unter anderem Schäden an Rahmen und Eindichtung, sowie Delamination bewirken.

3. Warum verschmutzen Photovoltaikmodule so unterschiedlich?

Ob sich Verschmutzung aufbaut, in welchem Zeitraum und wie stark, das hängt von mehreren Faktoren ab: Dachneigung, Ausrichtung der Anlage, Glasqualität, Rahmengeometrie, Emissionsstärke, Verschmutzungsart, dem regionalen Kleinklima und natürlich der baulichen Gesamtsituation. Auch die Reinigungsqualität des bisherigen Dienstleisters spielt eine große Rolle. Einen idealen Reinigungszeitraum kann man folglich nicht für alle Photovoltaikanlagen einheitlich definieren, weil er ein Ergebnis mehrerer Einflußfaktoren ist. Mit einer regelmäßigen Sichtprüfung und einem effektiven Anlagenmonitoring erkennen Sie rechtzeitig den Reinigungsbedarf.

4. Wann lohnt sich dann eine Photovoltaik Reinigung?

Wenn Sie bei bedecktem Himmel und trockenen PV-Modulen eine dauerhafte Verschmutzung erkennen, hat Ihre Photovoltaikanlage den idealen Reinigungszeitpunkt erreicht. Um sicher zu gehen, sehen Sie sich Ihre PV-Anlage nach einem ordentlichen Regenschauer genauer an. Dann sollten nämlich die losen Stäube komplett heruntergewaschen sein. Fest haftender Schmutz wird auf Dauer das Material angreifen und muss deshalb rechtzeitig entfernt werden. Wenn Sie darüberhinaus in den Rahmenschlitzen Flechten und Moos erkennen, ist eine Modulreinigung überfällig, denn pflanzlicher Bewuchs verursacht irreversible Schäden. Selten sind nur einzelne Panels betroffen.

Unsere Reinigungsempfehlung für die gängigen Photovoltaikstandorte

Wann lohnt sich eine Photovoltaik Reinigung auf dem privatem Wohnhaus mit steilem Dach

Wohnhäuser (Reinigungstournus: 6 – 8 Jahre)

An den meisten emissionsarmen Photovoltaikstandorten wie Wohnhäuser, Lagerhallen, oder im höhergelegenen Bergland entsteht Verschmutzung auf den Solarpanels über einen Zeitraum von mehreren Jahren. Hier ist der beste Reinigungszeitpunkt sobald man eine dauerhafte Verschmutzung bemerkt. Sie erkennen die Verschmutzung am besten auf trockenen Modulen bei bedecktem Himmel.

Bei den meisten Modulherstellern bedeuten Flechten ein erhöhtes Risiko für Rahmenschäden und Delamination. Deshalb entfernen wir pflanzliches Wachstum immer restlos, soweit physikalisch noch möglich. Bei Extremwachstum von Flechten, Pilzen und Moos haben sich die Pflanzen bis tief in die Rahmenschlitze hinein verankert. Unsere Flechten-Sonderreinigung kann auch bei sehr starkem Befall die Photovoltaikanlage wieder in einen annähernd optischen Neuzustand versetzen.

PV Anlagen an Standorten mit wenig bis durchschnittlichen Emissionen reinigen wir unabhängig von einer bestimmten Jahreszeit. Dank unserer Reinigungsqualität bleiben die PV-Module dann auch wieder über mehrere Jahre sauber. Für diese Standorte gibt es keinen Grund die PV Anlage zwingend im Frühjahr zu reinigen.

Wann lohnt sich eine Photovoltaik Reinigung auf dem Kuhstall mit Fahrsilo?

Kuhstall (Reinigungstournus: 1 – 2 Jahre)

Die intensive Rinderhaltung erfordert an den meisten PV-Standorten eine regelmäßige Modulreinigung. Die ammoniakhaltige Stallluft ist materialaggressiv und verursacht eine stark haftende Verschmutzung. Das größte Schmutzaufkommen entsteht hier in der kalten Jahreszeit, wenn der schwere, warm-feuchte Stalldunst aus der Stallentlüftung hochsteigt und an der kalten Aussenluft kondensiert. Dabei fallen die schweren Partikel auf den Photovoltaikmodulen aus.

Bei höheren Aussentemperaturen und etwas Wind verteilen sich die Emissionen über das Gebäude und können so von der Luftbewegung leichter fortgetragen werden. PV Anlagen in exponierter Lage mit Südwest-Ausrichtung haben daher eine Sonderstellung und kommen mit deutlich größeren Reinigungsabständen zurecht.

Etwa 2/3 unserer landwirtschaftlichen Kunden mit Rinderhaltung bevorzugen die Frühjahrsreinigung, bei allen anderen hat sich standortabhängig die Herbstreinigung als ideal erwiesen. In der Ökologischen Solarreinigung bekommen die landwirtschaftlichen Betriebe ein spezielles Programm zur Reduktion von Flechten, Pilzen und Moos.

Wann lohnt sich eine Photovoltaik Reinigung auf dem Geflügelstall mit Lüftungskaminen?

Tierhaltung allgemein (Reinigungstournus: 1 – 5 Jahre)

Werden Geflügel, Schweine oder Pferde gehalten, sind die Emissionsbelastungen für die Photovoltaikanlage das ganze Jahr mehr oder weniger gleich. In der Pferdehaltung oder beim Reitbetrieb ist der Verschmutzungsgrad niedriger, als in der üblichen Tierhaltung. Pferde bekommen andere Futtermittel und werden in einer wesentlich geringeren Bestandsdichte gehalten.

In der Geflügel- und ganz besonders in der Schweinehaltung ist der Verschmutzungsgrad hoch. Aufgrund des hohen Aufkommens organischer Stäube besteht zusätzlich das Risiko starker Flechtenentwicklung auf den Photovoltaikmodulen. Bemerken Sie entstehendes Pflanzenwachstum in den Schlitzen zwischen Solarglas und Modulrahmen, sollte die PV-Reinigung inkl. Rahmenschlitz-Reinigung zeitnah durchgeführt werden.

Prinzipiell empfehlen wir in der Tierhaltung die Solaranlage immer rechtzeitig reinigen zu lassen, sobald sich die Verschmutzung optisch zweifelsfrei erkennbar aufgelagert hat. Langzeitverschmutzung führt neben Ertragsverlust meist zur verschmutzungsbedingten Degradation der Modulgläser. Die Materialbelastung durch haltungsspezifischen Schmutz ist in der Tierhaltung grundsätzlich sehr hoch. An den Reinigungskosten zu sparen kann deshalb auf lange Sicht sehr unwirtschaftlich sein.

Wann lohnt sich eine Photovoltaik Reinigung auf der Biogasanlage mit BHKW?

Produzierendes Gewerbe, Blockheizkraftwerke (BHKW), Biogas u.ä. (Reinigungstournus: 2 – 4 Jahre)

Die Verschmutzungen im Industriegebiet, oder im produzierenden Gewerbe sind sehr unterschiedlich. (Luft-)Schadstoffe in Kombination mit Nachtfeuchte entwickeln häufig Säuren oder Laugen. Luftverschmutzung in Windrichtung zu Industriegebieten bewirkt auf Photovoltaikanlagen häufig chemisch-physikalische Reaktionen im Glas. Irreversible Leistungseinbußen sind auch bei geringer Verschmutzung schon möglich, auch wenn sich der Schmutz „nur“ am unteren Modulrand aufbaut.

Hallenstäube, oder Dämpfe aus der Produktion werden aus Gründen der Schadensprävention deshalb turnusgemäß gereinigt. Bei flachen Dachneigungen empfehlen wir häufigere Reinigungsintervalle. Für die Industrie bieten wir spezielle Angebote, in denen wir alle Teilflächen in bedarfsgerecht angepassten Abständen reinigen.

Gewerbehallen zeichnen sich häufig durch eine geringe Dachneigung aus. Deshalb ist es sinnvoll – besonders bei querverlegten Modulen – am unteren Rand regelmäßig auf Sicht zu kontrollieren, evtl. in Kombination mit einer Reinigungsprobe. So kann man korrosive Prozesse im Glas frühzeitig erkennen und die Photovoltaikreinigung rechtzeitig beauftragen. Unser Photovoltaik-Lebenszyklus-Management in Zusammenarbeit mit Ihrem Elektrofachbetrieb erhält die PV-Anlage dauerhaft in Wert und Funktion.

Wann lohnt sich eine Photovoltaik Reinigung auf der Bergehalle mit Trocknungsanlage?

Trocknungsanlagen und andere temporäre Emissionsquellen (Reinigungstournus: 1 – 2 Jahre)

Photovoltaikanlagen können auch auf Bergehallen und in der Nähe von starken Emissionsquellen wie Trocknungsanlagen für Getreide, Mais, Zuckerrübenschnitzel, Holz usw. stark verschmutzen. Hier wird tournusgemäß gereinigt, sobald die am schmutzintensivsten Trocknungsvorgänge temporär abgeschlossen sind.

Viele Photovoltaikanlagen auf Gewerbebetrieben werden deshalb im Herbst gereinigt, wenn die Umschlags- und Trocknungsvorgänge abgeschlossen sind.

Wir empfehlen diese Photovoltaikstandorte aufgrund der Nutzungskonflikte zwischen Gewerbebetrieb und Sonnenstromerzeugung regelmäßig zu reinigen. Hier sind die Stromertragsverluste durch Modulverschmutzung um ein Vielfaches höher als die Reinigungskosten. Dennoch ist der wirtschaftlich relevante Aspekt einer Solarreinigung an diesen Standorten ganz klar die Schadensprävention:

der hohe organische Lufteintrag verursacht an gewerblichen Standorten häufig eine abnorme Verschmutzung nebst Wachstum von Flechten, Pilzen und Moos.

Wann lohnt sich eine Photovoltaik Reinigung auf der Maschinenhalle in der Forstwirtschaft bzw. Waldwirtschaft?

Wald-, Forst- und Feldwirtschaft (Reinigungstournus: 2 – 6 Jahre)

In der Nähe von Baumbestand oder landwirtschaftlichen Flächen werden Photovoltaikanlagen erst zum Ende der Blüte gereinigt. Besonders während der Nadelholz- und Rapsblüte kann über mehrere Wochen der Regen ausbleiben. Sinnvoll ist es daher zum Ende der Blütezeit zu reinigen, um damit endlich die Solarerträge wiederherzustellen.

Im Internet ist die Falschinformation weit verbreitet, dass Blütenstäube PV-Anlagen verschmutzen. Fachlich korrekt ist die Tatsache, dass auf sauberen bis leicht verschmutzten PV Modulen der Regen diese labilen Stäube wieder komplett herunter wäscht. Unser Blütenstaub in Deutschland hat keinen Kleber, ist chemisch neutral und bewirkt keine Materialveränderung.

PV-Anlagen auf Bergehallen, Lagerhallen und Produktionsgebäude mit Verarbeitung von Energieholz werden nach Abschluß der Schredder- und Umschlagsarbeiten zeitnah gereinigt. So vermeiden Sie, dass Harze bei Modultemperaturen um 70°C aus den Holzstäuben herausgelöst werden. Eine harzhaltige Schmutzschicht auf dem Modulglas kann stark haften. Ist die Verbindung von harzhaltigem Schmutz mit dem Solarglas zu mächtig geworden, braucht es eine aufwändige Sonderreinigung, um die Module wieder in einen optischen Neuzustand zu überführen.

Wann lohnt sich eine Photovoltaik Reinigung auf Flachdach mit geringer Dachneigung?

PV Anlagen mit geringer Neigung (Reinigungstournus: 1 – 3 Jahre)

Flach verbaute PV Anlagen mit einer Neigung unter 15 Grad sammeln die Luftverschmutzung wie eine Schale. Je geringer der Anstellwinkel, um so schlechter ist das Wasserablaufverhalten. In der Folge spricht man von einem eingeschränkten Selbstreinigungsvermögen. Auch die geometrische Ausformung des Rahmenprofils hat Auswirkung auf das Abfliessen des Schmutzwassers.

Im unteren Modulbereich sammelt sich feucht-nasser Schmutz ohne je vollständig abzulaufen. Bei querverlegten Modulen steht das Wasser-Schmutz-Gemisch auf dem stromerzeugenden Bereich. Über viele Stunden verdunstet in diesem Modulbereich das Wasser und lässt die gelösten Luftschadstoffe, aber auch die im Regenwasser gelösten Mineralstoffe zurück. Hier entstehen typische Trocknungsränder, die sich in die oberste Glasschicht einbrennt.

Das wechselweise Anlösen und Trocknen der Verschmutzung provoziert chemisch-physikalische Reaktionen im Glas. Es bilden sich schwache Säuren oder Laugen. Werden die Verschmutzungen nicht rechtzeitig gereinigt, können irreversible Verluste durch Einfärbung, Kalzination, oder durch Vorstufen von Glaskorrosion entstehen. Für flach verbaute PV-Anlagen bieten wir spezielle Reinigungskonzepte.

Dünnschicht Photovoltaikmodule müssen gemäß Sichtprüfung gereinigt werden

Dünnschichtmodule / amorphe PV-Module (Reinigungstournus: gemäß Sichtprüfung)

Photovoltaikanlagen mit Dünnschichtmodulen werden häufig zu spät gereinigt. Dünnschichtmodule sind primär schwachlichtempfindlich und produzieren auch bei verschmutzten Modulen (fast) ungehindert Solarstrom. Überschreitet die Verschmutzungsdichte einen bestimmten Schwellenwert, brechen die Erträge „urplötzlich“ ein. Die meisten Betreiber von Dünnschicht-PV-Anlagen beauftragen die Solarreinigung erst bei Ertragsverlusten.

Wenn Verschmutzungen jedoch über längere Zeiträume in das Modul einwirken, hat dies meistens Konsequenzen. Die Verschmutzungen haben sich über die Zeit förmlich ins Glas „eingefressen“. Auch Flechten können auf der blanken Glasfläche wachsen, Delaminationen und Rahmenschäden bewirken. Eine fachmännische, schadensfreie Entfernung ist deutlich aufwändiger, als eine rechtzeitige Reinigung.

Wenn dichte Verschmutzung lange genug die Module partiell abschattet, können bereits Schäden im Wafer eingetreten sein. Die Verluste stammen dann nicht mehr nur vom Schmutz, sondern von der Minderleistung der defekten Module.

Wir empfehlen deshalb Photovoltaikanlagen mit Dünnschichtmodulen regelmäßig auf Sicht zu prüfen, um den Verschmutzungsstatus im Blick zu halten. Der richtige Reinigungszeitpunkt ist unabhängig von möglichen Ertragsverlusten.

Wann lohnt sich also die Photovoltaik Reinigung?

Die Wirtschaftlichkeit einer Photovoltaik Reinigung darf man also nicht ausschließlich unter dem Gesichtspunkt von Leistungsverlusten bewerten. In der Ökologischen Solarreinigung steht deshalb ein angepasstes Lebenszyklus-Management im Mittelpunkt unseres Dienstleistungsangebots:

eine lange Lebensdauer der Photovoltaikanlage, die Reduktion von Kosten durch Modulschäden und eine sehr gute witterungsunabhängige Anlagenperformance optimieren die Wirtschaftlichkeit auf lange Sicht. Ein Lebenszyklus von 35-45 Jahren ist realistisch. Wir beraten Sie gerne individuell für Ihren Anlagenstandort.

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