Solarreinigung. Foto Mediadaten 2011, Quelle

Transkript

1 Solarreinigung Wer Radio hört oder TV- Werbung sieht, kann sich dem Sonnenschein der besonderen Art kaum entziehen: die Solarbranche boomt und das nicht erst seit gestern. Foto Mediadaten 2011, Quelle Allerdings denken wir beim Stichwort Solarstrom nicht unbedingt zuerst an Reinigung. Dennoch ist dieses Thema in Sachen Solaranlagen ein wichtiges, dient die Reinigung, anders als bei anderen technischen Anlagen nicht nur ausschließlich der Werterhaltung der Solaranlage, sondern ganz klar auch der Leistungssteigerung. Doch dazu später mehr. Ein paar Zahlen rund um die Solartechnik: Der Bundesverband Solartechnik (BSW) gibt auf seiner Internetseite an, dass im Jahr 2010 in Deutschland circa GWh (Gigawattstunden) Strom durch Solaranlagen (Photovoltaikanlagen) erzeugt wurden. Um diese gewaltige Zahl greifbarer zu machen: der in Deutschland jährlich produzierte Solarstrom deckt den Strombedarf von über 3 Mio. Haushalten für ein Jahr. Stand 2010 bestehen in Deutschland Solaranlagen mit einer Kapazität von Megawatt alleine Megawatt wurden im Jahr 2010 installiert. Dies zeigt, welchen gewaltigen Sprung die Solarwirtschaft im vergangenen Jahr geschafft hat. Dennoch ist der Anteil der durch Photovoltaik produzierten Energie am Gesamtstromverbrauch in Deutschland vergleichsweise gering: er beträgt lediglich 2 %. Tendenz jedoch deutlich steigend, wie die oben erwähnten Zahlen belegen. Der Anteil am deutschen Gesamtwärmeverbrauch der durch Solarthermie gewonnen wird, liegt bei weniger als einem Prozent doch auch dieser Markt wächst. Mehr als 80 % aller Solaranlagen befinden sich auf Dächern von Industriegebäuden, Sporthallen, Bäuerlichen Anwesen, Privathäusern, ja sogar Kirchen, der Rest wird als Freilandanlage angelegt. Freilandanlagen bringen mehr Megawatt, benötigen aber Platz den gibt es in Deutschland vor allem 1

2 im Osten reichlich. Daher verwundert es nicht, dass die Solarbranche vor allem in den neuen Bundesländern boomt. Solarstrom ist umweltfreundlich: die jährliche Einsparung am Klimakiller CO2 beträgt etwa 7,5Mio Tonnen. Solarstrom bringt außerdem Arbeitsplätze: etwa Unternehmen gibt es in Deutschland, die mit der Solarwirtschaft zu tun haben. 350 davon produzieren Solarmodule, Gleichrichter, Unterkonstruktionen. Dies ergibt circa Arbeitsplätze. Der Boom hat mittlerweile auch Auswirkungen auf die Reinigungsbranche: hier haben sich inzwischen einige Firmen auf die Reinigung von Solaranlagen spezialisiert. Dabei kommen die unterschiedlichsten Techniken zum Einsatz: Module werden mittels Teleskopstangen gereinigt, mithilfe von viel, viel Wasser, mit weichen Bürsten, unter Zuhilfenahme von Hebebühnen und sogar mit Robotern. Doch weshalb müssen Solaranlagen überhaupt gereinigt werden? Das ist schnell erklärt: Pollen im Frühjahr, Staub im Sommer, Laub im Herbst, durch Luftverschmutzung schwarz gewordener Schnee im Winter: Solaranlagen sind den verschiedensten Verschmutzungsarten ausgesetzt und dies das ganze Jahr hindurch. Ebenso wie, leicht nachvollziehbar, auf den Modulen aufliegendes Laub die Effizienz der Anlage schmälert, tun dies feiner Staub, Ruß, Flechten, Moos, Vogelkot etc. Foto 2 - stark verschmutzte Aufdachanlage Je mehr Solaranlagen in Betrieb gehen, desto besser und genauer wird der Zusammenhang zwischen der Leistung der Module und ihrer Sauberkeit untersucht. So installierte beispielsweise die Berner Hochschule für Technik und Architektur ein Test- Modul auf ihrem Dach um wissenschaftlich nachzuweisen, wie stark die Leistung durch Verschmutzung abnimmt. Das Ergebnis war aufschlussreich: es bildete sich am unteren Rand des Moduls ein Verschmutzungsstreifen, der alleine schon bewirkte, dass der Energieertrag der Gesamtanlage um 7,6 % zurückging. Andere Untersuchungen ergaben einen Leistungsverlust von bis zu 30 % - abhängig vom Ort der Installation und den damit verbundenen spezifischen Verschmutzungen. 2

3 Auch der Anstellwinkel der Module hat Einfluss auf die Leistungsminderung durch Verschmutzung. Je steiler das Modul errichtet wurde, desto eher schwemmt das natürlich vorkommende Regenwasser den Schmutz vom Modul. Was dann allerdings zu den in der Berner Studie erwähnten Schmutzrändern führen kann, insbesondere bei gerahmten Modulen. Foto 1 - stark verschmutzte Aufdachanlage Man kann es drehen und wenden wie man will: eine selbstreinigende Solaranlage gibt es nicht. Auch wenn das in der Euphorie der aufstrebenden neuen Technologie mancherorts behauptet wurde. Ohne Reinigung geht es nicht, sollen die erwarteten Gewinne aus dem Solarstrom sprudeln. Je nach Installation und Umfeld können bis zu vier Reinigungen pro Jahr nötig sein, damit die Anlage wirtschaftlich arbeitet. Foto 11 stark verschmutzte Freilandanlage Doch Reinigung ist nicht gleich Reinigung. Viel wird falsch gemacht beim Entfernen der leistungsmindernden Verschmutzung. Das beginnt beim eingesetzten Material und endet bei der ausgewählten Technik noch lange nicht. Da zerschlagen harte, rotierende Bürsten die empfindliche Technik der Module regelrecht, da werden Aufdach- Module von ihren Besitzern in Schwindel erregenden Höhen unter Missachtung der grundlegenden Sicherheitsvorschriften gereinigt und dabei be- und zertreten, da setzen Hochdruckreiniger stromführende Teile unter Wasser und verursachen Kurzschlüsse. Und immer wieder werden die 3

4 empfindlichen Oberflächen der Module zerkratzt. Damit erreicht die Reinigung das Gegenteil dessen, was sie erreichen will: das Modul wird dauerhaft geschädigt, die Effizienz geht in den Keller. Selbst die weichste Bürste kann diese Schäden verursachen, da alleine schon die Staub- und Schmutzpartikel selbst eine Kratzwirkung haben können. Foto 15 Auch der Einsatz von demineralisiertem Wasser, der häufig propagiert wird, bringt Probleme mit sich. Zwar kommt es mit dieser Art von Wasser nicht zu Ablagerungen durch Kalkrückstände auf den Modulen, doch korrodiert es deren Unterkonstruktionen. Darüber hinaus ist es sehr teuer etwa dreimal so teuer wie normales Wasser und vielerorts nicht verfügbar. Es muss beispielsweise für die Reinigung von Freilandanlagen über weite Strecken und in großen Mengen transportiert werden. Ein solches Unterfangen kann, insbesondere, wenn die Solaranlage im landwirtschaftlichen Umfeld installiert ist, aufwändiger sein als die Reinigung selbst. Eine effektive Solarreinigung muss also schonend sein. An diesem Punkt setzt das System Touchless Solar Cleaning (TSC) des schwäbischen Unternehmens B&W Solar Solutions an: es entwickelte das weltweit einzige Solarreinigungssystem, das ohne jede Berührung der Module auskommt. Die Module werden mithilfe eines Sprühbalkens, der je nach Größe der Anlage von Hand mittels Teleskopstange in vertikaler Richtung, auf einem Führungsschlitten in horizontaler Richtung oder hydraulisch über die Gesamtlänge der aneinandergereihten Module bewegt wird. Foto 24 Düsenbalken TSC 1 4

5 Für besonders hartnäckige Verschmutzungen, insbesondere an den Unterkanten gerahmter Module, hat B&W Solar Solutions einen Düsenbalken für Problemzonen entwickelt. Foto 25 Düsenbalken TSC 1 für Problemzonen Foto 20 Sonderdüsenbalken für Aufdachanlagen und einreihige Freilandanlagen Die Variante mit der Teleskopstange (System TSC 1) kommt dabei zumeist bei Aufdach-Anlagen zum Einsatz. 5

6 Foto 37 TSC 1 mit Teleskopstange Mit dem Reinigungsschlitten (System TSC 2) und der hydraulischen Anlage (System TSC 3) werden vorwiegend Freilandanlagen und Anlagen auf Gewächshäusern gereinigt. Auf sehr großen Solaranlagen kann das System TSC 3 auch fest installiert werden, es braucht dann nur noch per Knopfdruck in Gang gesetzt zu werden. Foto 26 Reinigungsschlitten TSC 2 für einreihige Freilandanlagen Foto 27 Reinigungsschlitten TSC 2 für zweireihige Freilandanlagen Berührt werden die Module also nur durch das Wasser, nicht von irgendwelchen Bürsten oder Reinigungstextilien. Somit wird kein Druck auf die kratzempfindlichen Oberflächen ausgeübt, es kommt nicht zu Kurzschlüssen durch zu viel Wasser an der falschen Stelle und auch die sensiblen technischen Installationen wie Anschlussdosen, Leitungsverbindungen etc. werden geschont. 6

7 Der Reinigungseffekt entsteht durch eine einzigartige Kombination von Wasser und Luft, die vom Sprühbalken abgegeben wird. Das Kalkproblem im Wasser löst B&W Solar Solutions durch Beigabe eines milden Reinigungsmittels, das absolut rückstandslos abtrocknet. Dieses Produkt, das vom Chemiehersteller HERWETEC speziell für die TSC-Reihe entwickelt wurde, hat in langwierigen Einlegeversuchen bewiesen, dass es keinerlei Korrosion an den Untergestellen der Module verursacht. Es hinterlässt auf den Modulen selbst nur Sauberkeit kein Kalk, keine Rückstände und dies selbst dann, wenn bei der Reinigung tropische Temperaturen herrschen und die Abtrocknung schneller erfolgt, als dem Reinigungsunternehmen lieb sein kann. Darüber hinaus ist das Produkt absolut umweltverträglich. Es ist zertifiziert (das heißt in seiner Unbedenklichkeit bestätigt) für die Anwendung im Lebensmittelbereich. Dies ist insbesondere für Freilandanlagen und Anlagen auf Gewächshäusern enorm wichtig. Häufig werden hier nämlich die Energiegewinnung mittels Solarmodulen und der Anbau von Futter- oder gar Lebensmitteln, ja sogar Arzneipflanzen wie Ginseng, miteinander kombiniert. Solche Greenhouse genannten Kombinationsanlagen werden vor allem in Südeuropa besonders vom Staat bezuschusst. Doch auch Landwirte, die die Dachfläche ihrer Scheune oder ihrer Stallungen zur solaren Stromerzeugung nutzen schlafen besser, wenn sie wissen, dass die Chemie, die ihnen die Leistungsfähigkeit ihrer Solar-Investition garantiert auch den von ihnen produzierten Lebensmitteln nicht schadet. Insbesondere im Sommer kann die Reinigung von aufgeheizten Solarmodulen mit kaltem Wasser zu einem regelrechten Schock für die Anlage enden. Extreme Temperatur Differenzen können zu Micro- Rissen in der Oberfläche führen und die Leistungsfähigkeit der einzelnen Waver und des gesamten Systems negativ beeinflussen. Um diesen Negativeffekt zu vermeiden können die TSC- Systeme mit einer sogenannten Hotbox ausgestattet werden, die die Reinigungslösung vorwärmt und in für das Modul verträglichen Temperaturen auf die Oberfläche aufbringt. Foto 25 Reinigung mit temperiertem Wasser + Kalkstoppformel Neben der vorwiegend in Europa eingesetzten berührungslosen Solarreinigung mittels Wasser entwickelte B&W Solar Solutions noch eine Speziallösung für heiße, trockene Wüstenregionen. Hier besteht die Verschmutzung der Module zu nahezu 100 % aus Flugsand. Diesem rückt das System TSC ausschließlich mit Luft zuleibe wenn es sein muss, nach jedem neuen Sandsturm. 7

8 Photovoltaik-Anlagen im Winter Lösungsansätze und Gefahren Foto 28 unprofessionelle Schneeräumung Foto 29 unprofessionelle Schneeräumung Leider werden immer wieder Empfehlungen zur Schneeräumung vermittelt und von professionellen Schnee-Räumungsdiensten angeboten, die verantwortungslos sind! Von einer Begehung der Dachanlage bei ohnehin extremer Schneelast ist unbedingt abzuraten. Absturzgefahr, Einbruchgefahr und Dachlawinengefahr werden unterschätzt und stellen eine häufig unterschätzte Gefahr für den Betreiber und Passanten dar. Beschädigungen der empfindlichen Moduloberflächen, der Rahmenprofile, der Rahmenverklebungen und der elektrischen Verbindungselemente sind vorprogrammiert. Besen und Teleskopsysteme mit Metall- und Kunstoffaufsätzen haben keine genügende Reichweiteund beschädigen die Module. Nachträglich montierte Schneefanggitter konzentrieren die abrutschenden Schneemassen auf wenige qm². 8

9 Foto 30 - Schäden durch Schneeräumung mit schwerem Gerät Sonderfall Elektrotankstellen Im Winter bei Schnee- und Eisauflagerungen sinkt die Produktionsleistung der Photovoltaik-Anlage deutlich. Eine für den Endkunden dauerhafte Energiebereitstellung kann kaum noch gewährleistet werden. Die Lösung stellen entweder eine regelmäßige Schnee-/Eisentfernung, alternativ eine Festinstallierte TSC-Techn Foto 31 Auf dem Dach dem einer Carport ähnlichen Anlage werden Photovoltaik-Module installiert, deren Solarstrom in Ruhezeiten in das Stromnetz eingespeist wird 9

10 Foto 32 - Alternativ dazu werden die Elektrotankstellen durch nebengelagerte Modulsysteme (z.b. Trackersysteme) eingespeist. Professionelle Schneeräumung durch Modulhersteller-zertifiertes Reinigungssystem Photovoltaik-Freilandanlagen und Aufdachanlagen werden durch das Unternehmen B&W Solar Solutions und deren Partnern und Dienstleistern gefahrlos vom Schnee befreit. Die unterschiedlichen Düsenbalken des kontaktlosen Reinigungssystems der TSC-Serie ermöglichen die schonende Schneeräumung Ihrer Photovoltaik-Anlage mittels eines kombinierten Wasser- /Luftdruckverfahrens Foto 33 10

11 Vorteile Berührungslose Schneeräumung der PV- Module ohne mechanische Belastung der Oberfläche Abschmelzung von Schnee und Eis durch vortemperiertes Wasser Verhinderung extremer neuer Schneeauflagerung durch Verwendung und Aufbringung von Frostschutzmittel Verhinderung von Eisbildung auf den Moduloberflächen Verwendung üblichen Leitungswassers ohne Kalkablagerung Keine Beschädigung der Moduloberflächen, der -Rahmungen und -Verklebungen Keine Verteilung der Schneelast Keine Begehung der Dachanlagen Keine Lawinengefahr Technik zur Schneeräumung kleinerer Aufdachanlagen mit der TSC 1 Foto 35 Technik zur Schneeräumung aufgeständerter Aufdachanlagen und Freilandanlagen mit der TSC 2 Foto 36 11

12 Foto 27 Technik zur Schneeräumung aufgeständerter Aufdachanlagen und Freilandanlagen mit Hilfe eines Steigerwagens mit der TSC 2 Plus Foto Ruthmannsteiger Service und Wartungskonzept für Photovoltaik-Anlagen Gemeinsam mit Kooperationspartnern, der ReEn Anlagenbau GmbH und Solaklar, bietet B&W Solar Solutions UG ab sofort ein Service Und Wartungskonzept für Photovoltaik-Anlagern jeder Größenordnung an. Dieses beinhaltet Anlagen-Monitoring Fernüberwachung und analyse Fehleranalyse und beseitigung Zustandsbewertung 12

13 Gelände-Pflege Reinigung Sicherheitstechnische Planung, Beratung und Ausführung Die Kundennutzen liegen auf der Hand Sicherung des optimalen Wirkungsgrades der PV-Anlage Werterhalt der Investition Höchstmögliche Ertragsleistung Stabilität des Return of Investment Rundum-sorglos-Paket Steuerliche Vorteile Schnelle Reaktionszeit Durchführung durch ausgebildete und zertifizierte Fachkräfte Jürgen Weitzdörfer, B&W Solar Solutions, Berthold Breitgraf, B&W Solar Solutions 13