Soiling als Problem 03. Sep 2020 Von Stephan Berends

Wenn Solarmodulen das Licht ausgeht

Milliarden entgehen der Solarbranche jährlich, weil Module verschmutzen. Klemens Ilse vom Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) sucht nach Lösungen.

Teurer Staub: Verdreckte Solarmodule sind weniger leistungsfähig. Am Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik (CSP) simulieren Forscher das Verschmutzungsverhalten u. a. abhängig von unterschiedlichen Wetterbedingungen..
Foto: Klemens Ilse

VDI: Die International Energy Agency erwartet, dass die weltweit installierte PV-Leistung in diesem Jahr die Windkraft überholen wird. Gefährden die Verschmutzungen von Solarmodulen diese Prognose?

Ilse: Verschmutzungen haben erhebliche Auswirkungen auf die Effizienz von Photovoltaik-Anlagen. Zu solchen Ablagerungen von Verunreinigungen auf Solarmodulen zählen etwa Mineralstaub, Vogelkot, Moose und Pilze, Pollen, Motorabgase oder landwirtschaftliche sowie Industrieemissionen. Dieses als „Soiling“ bezeichnete Phänomen kann eine drastische Reduzierung der Stromerzeugung und damit der vom Betreiber kalkulierten Erträge zur Folge haben.

Wie gehen Sie das Problem in Ihrer Forschung an?

Am Fraunhofer CSP haben wir ein Verfahren entwickelt, mit dem sich dieses Verschmutzungsverhalten im Labor simulieren lässt. Zugleich lassen sich die Ertragsverluste durch solche Experimente quantifizieren. Demnach reduziert Soiling die derzeitige weltweite Solarstromproduktion um mindestens 3 % bis 4 %, was einem Umsatzverlust von 3 Mrd. € bis 5 Mrd. € jährlich entspricht.

Regen kann effektiv reinigen

Was ist der größte Verschmutzungsfaktor?

Die Staubkonzentration in der Luft ist der wichtigste Einflussfaktor für Verschmutzungen, zusammen mit Regenhäufigkeit, da Regen verschmutzte Module sehr effektiv reinigen kann. Eine prominente Rolle spielen die relative Luftfeuchtigkeit und Tau. Beide erhöhen die Staubhaftung auf Oberflächen erheblich: Die Partikel können regelrecht mit der Oberfläche verkleben.

Gibt es Ansätze für eine Lösung des Soilingproblems?

Es gibt mehrere Ansätze. Verschmutzte Module werden in erster Linie mechanisch gereinigt, etwa durch Abwischen oder Abkehren. Durch Kratzen oder Abrieb können jedoch die typischen Antireflexbeschichtungen von Solarmodulen beschädigt werden. Weitere mögliche Folgen sind Korrosion oder thermische Schocks, weil es beim Aufeinandertreffen der heißen Module mit kaltem Wasser zum Bruch von Solarzellen oder Abdeckungsgläsern kommen kann.

Was wäre die bessere Lösung?

Optimierte Oberflächen der Module, die dafür sorgen, dass Staub und Sand erst gar nicht anhaften können und natürliche Reinigungsmechanismen wie Wind und Regen besser wirken. In einzelnen Studien konnte damit der Soilingeffekt um mehr als 80 % verringert werden.

Stellenangebote

Technische Hochschule Rosenheim

Professorin / Professor (m/w/d) (W2) für das Lehrgebiet Grundlagen der Elektrotechnik und angewandte Elektronik

Rosenheim
Technische Hochschule Georg Agricola

Professur (W2) Mechanische Verfahrenstechnik

Bochum
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur (m/w/d) für das Gebiet Grundlagen der Elektrotechnik

Wilhelmshaven
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur (m/w/d) für das Gebiet Elektrotechnik mit einem Schwerpunkt Energieerzeugung und Stromnetze

Wilhelmshaven
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur (m/w/d) für das Gebiet Mathematik und Ingenieurwissenschaften

Wilhelmshaven
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur (m/w/d) für das Gebiet Fertigungstechnik

Wilhelmshaven
Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

Professur (m/w/d) für das Gebiet Bauinformatik/Baubetrieb

Oldenburg
TECHNOSEUM

Kurator / Kuratorin (w/m/d)

Mannheim
KfW Bankengruppe

Bau-/Umweltingenieur als Technischer Sachverständiger (w/m/d) für städtische Siedlungswasserwirtschaft, Region Südasien

Frankfurt am Main
ATLAS TITAN Berlin GmbH

Bauingenieur (m/w/d) für das Ausschreibungsmanagement

Berlin
Zur Jobbörse

Das könnte Sie auch interessieren

Empfehlungen der Redaktion

Top 10 aus der Kategorie Aus dem VDI