Sicherheitsrisiko Verschmutzung von Photovolatikanlagen
Hinreichend erörtert und durch Photovoltaik Reinigung Studien belegt ist die Tatsache, dass die Verschmutzung von Photovoltaikmodulen zu Ertragseinbußen führen kann. Ein weiterer, bisher noch nicht besonders vertiefter Aspekt, der für eine regelmäßige Reinigung von Modulen spricht, ist das Sicherheitsrisiko, welches von verschmutzten Modulen ausgehen kann. In unserem Experteninterview stand uns Herr Dr. Faltermeier, unabhängiger Gutachter und Berater, Rede und Antwort zu diesem wichtigen Thema.
1. Herr Dr. Faltermeier, es ist bekannt, dass verschmutzte Module zu Minderertrag führen können. Welche Sicherheitsrisiken können zusätzlich aus der Verschmutzung resultieren?
Werden einzelne Zellen des Moduls partiell verschmutzt, bzw. abgedeckt, können diese sich besonders stark erwärmen. Erhitzen sich die Zellen so stark, dass es zu einer Beschädigung des Moduls kommt, kann dies gegebenenfalls brennbares Material unter dem Modul entzünden. Dieses Szenario ist allerdings höchst unwahrscheinlich und kommt auch bei stark verschmutzten Modulen nur äußerst selten vor. Die sehr geringe Anzahl, durch eine Solaranlage ausgelöste Brände, bestätigt dies.
In den meisten Fällen kommt es zu einer oft unbemerkten Langzeitschädigung der Module und einer damit verbundenen Leistungsminderung, ohne einen Brand auszulösen.
Beispielsweise wenn sich vom Modul ablaufendes Wasser an der Unterkante staut. Ein Effekt, der gerade bei niedrigen Neigungen der Anlage zu verzeichnen ist. Damit lagert sich Schmutz vermehrt in diesem Bereich ab und führt auch hier zu einer partiellen Abdeckung der Zellen. Bleibt das Wasser dort über einen längeren Zeitraum stehen, kann es auch vermehrt zum Eindringen von Feuchtigkeit ins Laminat der Module kommen. Delaminierungseffekte können die Folge sein. Auch kann dies die Bildung von Moosen und Flechten in diesem Bereich begünstigen. Eine Verschmutzung, die im Normalfall einer aufwendigen Reinigung bedarf.
2. Welche Konstellationen sind besonders anfällig für Risiken?
Insbesondere Anlagen mit einer geringen Neigung unter 20° weisen meist einen höheren Verschmutzungsgrad auf, da der Reinigungseffekt durch Regen geringer wird. Gerade Dachanlagen, bei denen die Neigung durch die baulichen Gegebenheiten der Gebäude teils vorgegeben wird, sind dadurch stärker betroffen. Laub von sich in der Nähe befindlichen Bäumen oder Exkremente von Vogelschwärmen können ebenfalls zu einer starken Verschmutzung führen. Aber auch Objekte wie Blitzfangstangen, Kamine oder ähnliches, die zu einer punktuellen, kontinuierlichen Verschattung führen, haben Auswirkungen auf die Lebensdauer von Modulen. Auch hier gilt, je mehr eine Zelle partiell verschattet wird, je größer ist das Risiko einer signifikanten Beschädigung. Gleichmäßige Schmutzablagerungen über das gesamte Modul hinweg, führt hingegen vorwiegend zu einer Leistungsminderung der Module.
3. Haben Sie ein konkretes Beispiel aus der Praxis?
Ein sehr interessantes Beispiel ist der als „TCO-Problem“ bezeichneter Effekt bei amorphen Silizium-Dünnschichtmodulen einiger Hersteller. Eine charakteristische, teilweise silberne Verfärbung eines oder mehrerer Zellstreifen, ist ein typisches Indiz für dieses Problem. Bei näherer Betrachtung der Installationsanleitung wird schnell klar, dass der Hersteller hier aus gutem Grund sehr strikte Vorgaben bezüglich der Montage macht. Werden die Module tatsächlich falsch orientiert montiert, kann im Feld eine signifikante Steigerung der Beschädigungen beobachtet werden, was zu einer deutlichen Leistungsminderung der Solaranlage führen kann. Offensichtlich begünstigt die Teilverschattung durch Schmutzablagerungen am unteren Rand des Modules diesen Effekt, wenn hier nur wenige Zellen verdeckt werden. Ist das Modul hingegen laut Herstellerangaben montiert, sind alle Zellen des Moduls von einer Beschattung betroffen, was den Effekt deutlich mindert.
Schmutzablagerungen am unteren Modulrand und eine partielle Verschattung durch Pflanzen, insbesondere bei Freiflächenanlagen, sind quasi die Klassiker, die wir immer wieder bei Anlagen während unserer Begutachtungen vorfinden. Gerade bei Anlagen, die schon mehrere Jahre im Einsatz sind und nur sehr zurückhaltend gewartet wurden, kann dies zu einem ernsthaften Problem, nicht nur durch eine Leistungsminderung, führen.
4. Was raten Sie Anlagenbetreibern, um solchen Risiken vorzubeugen?
Um sicher zu gehen, dass die Anlage ordnungsgemäß installiert wurde, raten wir, diese sorgfältig zu prüfen und das Anlagenkonzept bereits in der Planung auf die lokalen Gegebenheiten anzupassen. Hier können unabhängige Gutachter schnell und zuverlässig unterstützen. Aber auch während des Betriebes muss sichergestellt werden, dass signifikante Verschmutzungen erst gar nicht auftreten. Ein angepasstes, regelmäßiges Reinigungskonzept ist daher unumgänglich.
Hinzu kommt eine regelmäßige Prüfung der Anlage. Neben der, meist alle vier Jahre durchzuführenden DGUV-konformen Prüfung deutscher Anlagen durch elektrotechnische Sachverständige, sollte mindestens jährlich der Zustand der Anlage geprüft und entsprechende Maßnahmen getroffen werden. Ein kontinuierliches Monitoring kann ebenfalls dazu beitragen, Fehler frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
5. Welche Rolle spielt nach Ihrer Meinung die Qualifikation des Reinigungsunternehmens bei der Modulreinigung?
Das Reinigen der Anlage ist oft nicht so einfach wie es sich anhört. Hier müssen beispielsweise Vorgaben des Herstellers bezüglich der Wasserqualität und der Bürsten berücksichtigt werden, um nicht möglicherweise den Garantieanspruch der Module zu verlieren. Wird gerade bei größeren Projekten schweres Gerät eingesetzt, muss sichergestellt sein, dass die Reinigungskräfte auch im Umgang damit geschult wurden. Ansonsten kann es schnell zu einer Beschädigung der Module kommen. Auch sollten wirtschaftliche Aspekte immer berücksichtigt werden. Ein festes Zeitintervall der Reinigung macht oft kaum Sinn. Vielmehr sollte im Rahmen der Betriebsführung und dem dabei eingesetzten Monitoring der Anlage immer der Verschmutzungsgrad beobachtet und entsprechende Maßnahmen flexibel getroffen werden. Oft kann hier auch ein qualifiziertes Reinigungsunternehmen Hilfestellung in Abstimmung mit dem Betriebsführer geben.
Über Dr. Daniel Faltermeier:
Dr. Faltermeier ist Gründer und Managing Partner der helioconsult GmbH. Als unabhängiger Gutachter und Berater verfügt Herr Faltermeier um eine langjährige Erfahrung im Bereich der erneuerbaren Energien. Die helioconsult GmbH erbringt weltweit unabhängige Leistungen für den gesamten Lebenszyklus erneuerbarer Energieprojekte mit dem Ziel, das technische und finanzielle Risiko zu minimieren. Der Schwerpunkt liegt in der Beratung und Unterstützung im Bereich Solar-, Windenergie, Batteriespeicher und Mobilitätslösungen.
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