Moos und Sahara-Staub: Wie oft sollten Sie Ihre Solaranlage reinigen?
Verschmutzungen können bei PV-Anlagen jährlich zu Ertragsminderungen von 3 bis 5 % führen (Bundesnetzagentur). Viele Betreiber reinigen ihre Solaranlagen nicht regelmäßig, was zu signifikanten Leistungseinbußen führen kann. Sun-X aus Erding hat sich auf die professionelle PV-Reinigung spezialisiert.
Wie oft ist eine gründliche Reinigung Ihrer Solaranlage sinnvoll?.
Foto: Sun-X
Im Interview erklärt Pascal Liebold, Gründer und Geschäftsführer von Sun-X, wichtige Aspekte der PV-Reinigung und warum beispielsweise Sahara-Staub nicht immer sofort entfernt werden muss.
Herr Liebold, Ihr Unternehmen bietet einen innovativen Schmutzsensor zur optimalen Bestimmung des Reinigungszeitpunkts. Wie sind Sie ursprünglich auf das Thema PV-Reinigung aufmerksam geworden?
Pascal Liebold: Ich habe mit 19 Jahren meine erste Firma gegründet – eine Reinigungsfirma für Solaranlagen. Der Ursprung dieser Idee liegt in einem persönlichen Erlebnis: Meine Eltern bauten damals ein Haus und installierten eine Solaranlage auf dem Dach. Da ich Zimmermann gelernt hatte, half ich beim Hausbau und bei der Installation der Solaranlage mit.
Während dieser Zeit stellte sich mir die Frage, ob Solaranlagen gereinigt werden müssen. Der Installateur meinte, dass das wahrscheinlich der Fall ist, jedoch kannte er niemanden, der diesen Service anbietet. Daraufhin begann ich mit 18 Jahren, nebenberuflich Solaranlagen zu reinigen. Diese Dienstleistung kam so gut an, dass ich mich mit 19 Jahren entschloss, daraus ein Vollzeitgeschäft zu machen. Jahrelang stand ich selbst auf den Dächern in ganz Deutschland und reinigte Solaranlagen, vor allem bei Großprojekten in der Industrie und in landwirtschaftlichen Betrieben.
Ein häufiges Problem unserer Kunden war, dass sie nicht wussten, wann eine Reinigung wirklich notwendig ist. Dies lag daran, dass die Sonneneinstrahlung täglich variiert. So kann man die Leistungs- und Produktionsdaten nicht zuverlässig miteinander vergleichen. Unsere Kunden fragten sich oft, ob ein Leistungsabfall durch Verschmutzung oder einen Modulschaden verursacht wird oder ob einfach nur weniger Sonnenstunden vorhanden sind.
Aus diesem Grund entwickelten wir die Idee, einen Sensor zu schaffen, der an den Solarmodulen montiert wird und die Oberfläche kontinuierlich überwacht. Diese Sensoren stellen den Kunden wichtige Daten in unserem Kundenportal bereit und berechnen den optimalen Reinigungszeitpunkt. Auf diese Weise vermeiden unsere Kunden Ertrags- und Einspeiseverluste und können ihre Solaranlagen effizienter nutzen.
Wann sollte man die Solaranlage reinigen?
Wie bestimmt der Sensor den optimalen Zeitpunkt für die Reinigung?
Um den optimalen Reinigungszeitpunkt zu bestimmen, benötigen wir zunächst einige grundlegende Daten zur Solaranlage, wie das Baujahr, die Größe, den Standort und die Neigung der Module. Diese Informationen helfen uns, die Produktion der Anlage zu verstehen.
Der Sensor wird am Rahmen des Solarmoduls montiert und verwendet ein Messverfahren, das als Reflexionsmessung bekannt ist. Dabei wird die Oberfläche des Moduls mit einer Lichtquelle bestrahlt. Die Verschmutzungspartikel auf der Oberfläche reflektieren das Licht zurück, und wir erfassen diese Reflexionen. Anhand der Intensität der reflektierten Lichtstrahlen können wir den Verschmutzungsgrad bestimmen und so den optimalen Reinigungszeitpunkt berechnen.
Ein weiterer wichtiger Faktor sind die Reinigungskosten. Wir kombinieren diese Kosteninformationen mit den Sensordaten in unserem Algorithmus, der eine präzise Berechnung des Reinigungszeitpunkts ermöglicht. Der Algorithmus berücksichtigt dabei zahlreiche Variablen wie Wetterdaten, Pollenflug und Sahara-Staub. Durch die Integration all dieser Daten können wir genau vorhersagen, wann der wirtschaftlich optimale Zeitpunkt für die nächste Reinigung ist.
Kann der Sensor aus der Entfernung bestimmen, welche Art von Verschmutzung auf den Solarmodulen vorhanden ist?
Pascal Liebold, Gründer und Geschäftsführer von Sun-X.
Foto: Sun-X
Unser Sensor kann die Art der Verschmutzung zwar nicht direkt erkennen, aber wir kombinieren die Sensordaten mit zusätzlichen Informationen, die wir über verschiedene Wetterdienste erhalten. Zum Beispiel können wir durch Vorhersagen über Sahara-Regen ermitteln, ob sich solcher Staub auf den Solarmodulen ablagert. Diese externen Daten helfen uns dabei, den Verschmutzungsgrad besser zu interpretieren und die Notwendigkeit für eine Reinigung genauer einzuschätzen.
Wir berücksichtigen auch die spezifische Partikelgröße von Verschmutzungen wie Sahara-Staub. Durch die Verwendung unterschiedlicher Lichtintensitäten bei der Bestrahlung der Moduloberfläche und die Analyse der zurückreflektierten Lichtstrahlen können wir die Art der Partikel bestimmen, die sich auf der Oberfläche ablagert.
Ähnlich verfahren wir bei Ammoniak. Ammoniakpartikel sind typischerweise klein und bilden eine dunkle, schmierige Schicht. Durch unsere Messungen können wir diese spezifischen Eigenschaften erkennen und somit genau bestimmen, welche Art von Verschmutzung auf der Moduloberfläche vorhanden ist.
Wie wurde das früher gemacht, als es noch keine eingebauten Sensoren gab?
Ja, es war früher wirklich eine Frage des Bauchgefühls. Man hat von unten auf die Solaranlage geschaut und versucht, Verschmutzungen mit bloßem Auge zu erkennen. Häufig stellte man erst fest, dass die Anlage gereinigt werden muss, wenn bereits ein sichtbarer Schmutzfilm vorhanden war. Doch zu diesem Zeitpunkt war es oft schon zu spät, da bereits Erträge und damit auch Einnahmen sowie wertvolle grüne Energie verloren gegangen sind.
Tatsächlich verlassen sich viele Solaranlagenbetreiber auch heute noch auf diese Methode. Sie entscheiden, dass es an der Zeit ist, zu reinigen, wenn sie mit bloßem Auge eine Verschmutzung sehen. Der wirkliche Effekt der Reinigung wird dann erst sichtbar, wenn die Anlage sauber ist und man den Leistungsunterschied erkennt.
Als wir mit unserer Firma anfingen, war der Markt für Solaranlagenreinigung noch sehr jung. Damals haben wir zunächst mit Handbürsten gearbeitet, also ganz normalen rotierenden Bürsten. Diese Methode war jedoch in ihrer Effektivität begrenzt, insbesondere für uns als Dienstleistungsunternehmen.
Mehr Fläche – weniger Kosten
Wie geht man jetzt damit vor?
Wir hatten die Idee, eigene Maschinen zu entwickeln. Wir bauen jetzt Roboter, die Solaranlagen reinigen. Diese Roboter sind modular aufgebaut, sodass wir sie flexibel an die Gegebenheiten vor Ort anpassen können. Unser Ziel ist es, möglichst große Flächen effizient zu reinigen. Je mehr Fläche wir in kürzerer Zeit schaffen, desto geringer sind die Kosten, was wiederum den Kunden zugutekommt. Es wird für sie profitabler, da sie weniger Ausgaben haben.
Im Jahr 2020 haben wir schließlich Sun-X gegründet, das Unternehmen, das Sie heute kennen. Wir haben uns von einem reinen Dienstleistungsunternehmen zu einem Tech-Unternehmen weiterentwickelt. Heute bauen wir Sensoren, entwickeln Softwarelösungen und Robotik speziell für die Solarbranche. Unser Ziel ist es, die maximale Leistung aus den Solaranlagen herauszuholen und die Effizienz der Reinigung auf ein neues Level zu heben.
Gilt das nur für Industrieanlagen oder auch für Privathäuser?
Der Einfluss von Verschmutzung ist bei Privathäusern natürlich nicht so groß wie bei Industrieanlagen, doch er bleibt dennoch bedeutend. Auch Privathäuser stellen einen wichtigen Markt dar, in dem Reinigung erforderlich ist, wenn auch in anderen Intervallen.
Wie oft muss man eine Solaranlage reinigen?
Für Einfamilienhäuser liegt der Reinigungsrhythmus meistens zwischen 4 und 6 Jahren. Dies ist das durchschnittliche Intervall, das wir beobachten. Es gibt allerdings auch Ausnahmen, wie bei Häusern, die direkt an Straßen liegen. In solchen Fällen ist das Schmutzaufkommen deutlich höher und eine häufigere Reinigung kann notwendig sein. Wenn man jedoch den allgemeinen Durchschnitt betrachtet, sind 4 bis 6 Jahre ein realistischer Zeitraum.
In landwirtschaftlichen Betrieben liegt das Reinigungsintervall bei etwa einem bis anderthalb Jahren. Aufgrund der erhöhten Staub- und Schmutzbelastung in landwirtschaftlichen Umgebungen ist eine häufigere Reinigung erforderlich. Manche Kunden reinigen sogar alle sechs Monate, da die Verschmutzung in bestimmten Regionen extrem hoch sein kann.
Im Industriebereich, insbesondere bei produzierenden Gewerben, sind die Reinigungsintervalle ebenfalls kürzer. Zum Beispiel haben wir Kunden aus der Betonindustrie, die ihre Anlagen alle sechs Monate reinigen lassen müssen. Dies ist aufgrund des hohen Staubaufkommens und der speziellen Anforderungen dieser Branche notwendig.
Daher kann man die Reinigungsintervalle nicht pauschal festlegen. Es ist entscheidend, einen Sensor vor Ort zu haben, der den genauen Zeitpunkt für eine notwendige Reinigung anzeigt. Dieser Sensor hilft dabei, festzustellen, wann die Reinigung wirklich erforderlich ist und trägt so dazu bei, die Effizienz der Solaranlage zu maximieren.
Reinigungszeitpunkt kann man nicht pauschal definieren
Wovon hängt es ab?
Die Reinigungsintervalle sind stark vom Standort und dem Baujahr der Solaranlage abhängig. Ältere Anlagen profitieren oft von einer besseren Einspeisevergütung durch den Staat. Wenn ich eine neue Anlage bauen würde, erhielte ich eine deutlich geringere Vergütung.
Dadurch haben ältere Anlagen einen wirtschaftlichen Vorteil, da sie mehr Energie produzieren und mehr Umsatz generieren können. Deshalb ist es sinnvoll, diese Anlagen häufiger zu reinigen, um die maximale Effizienz zu gewährleisten.
Im Gegensatz dazu haben neuere Anlagen oft nicht dieselbe Einspeisevergütung. Daher verschiebt sich der optimale Reinigungszeitpunkt bei ihnen oft nach hinten. Das bedeutet, dass die Reinigung seltener erfolgen kann, ohne dass erhebliche Verluste entstehen.
Deshalb kann man den Reinigungszeitpunkt nicht pauschal festlegen. Es ist wichtig, die individuellen Umstände jeder Anlage zu berücksichtigen.
Wie viel Energie kann verloren gehen, wenn Solaranlagen nicht rechtzeitig gereinigt werden?
Ja, in landwirtschaftlichen Betrieben kann der Energieverlust durch mangelnde Reinigung bis zu 20-30% betragen, was erheblich ist. Im Industriebereich sind die Verluste ähnlich hoch, abhängig von der Art der Produktion und dem Verschmutzungsgrad.
Bei Einfamilienhäusern liegt der mögliche Energieverlust durch Verschmutzung zwischen 6 und 8%. Studien zeigen jedoch, dass der durchschnittliche jährliche Verlust durch Verschmutzung bei etwa 3 bis 4% liegt.
Welche Arten von Verschmutzungen unterscheiden Sie bei Solaranlagen?
Es gibt verschiedene Arten von Verschmutzungen, die bei Solaranlagen auftreten können:
- In landwirtschaftlichen Betrieben sammeln sich häufig Ammoniak von den Stallungen auf den Solarmodulen an. Diese Art der Verschmutzung ist oft dunkler und kann die Leistung erheblich beeinträchtigen.
- Bei Solarparks und Freiflächenanlagen, wie sie beispielsweise an Autobahnen zu finden sind, treten Verschmutzungen durch Bremsabrieb, Reifenabtrieb und Öle auf. Diese Verunreinigungen können ebenfalls die Effizienz der Solaranlagen reduzieren.
Unsere Sensoren können solche Verschmutzungen präzise erkennen. Wir messen Leistungsverluste mit einer Genauigkeit von unter 1% und unser System ist vom TÜV Süd zertifiziert. Diese Genauigkeit ermöglicht es uns, die verschiedenen Verschmutzungsarten zu verstehen und sie in unsere Berechnungen sowie Algorithmen einzubeziehen.
PV-Anlagen und Sahara-Staub
Wie Sensoren die optimale Reinigungsfrequenz für Ihre Solaranlage bestimmen.
Foto: Sun-X
Welche Auswirkungen hat z.B. Sahara-Staub auf Solaranlagen?
Sahara-Staub ist ein zunehmend bedeutendes Thema, das auch in Deutschland immer häufiger auftritt. Der Hauptnachteil von Sahara-Staub ist, dass er sich auf den Solaranlagen ablagert und die Menge an Sonnenstrahlen reduziert, die die Module erreichen. Dies führt zu einem verringerten Energieertrag.
Unsere Sensoren zeigen jedoch, dass ein Großteil dieser Verschmutzung durch Regen abgewaschen wird. Das bedeutet, dass der Sahara-Staub oft nicht dauerhaft die Leistung beeinträchtigt, da der Regen einen Teil der Ablagerungen entfernt. Wir haben beobachtet, dass bei einigen Solaranlagen der Sahara-Staub nicht ausreicht, um eine Reinigung erforderlich zu machen, solange noch genügend Sonnenlicht die Module erreicht.
Es ist also entscheidend, regelmäßig zu überprüfen, ob eine Reinigung notwendig ist, um den tatsächlichen Reinigungsbedarf korrekt zu ermitteln. Grundsätzlich lässt sich sagen, dass Regen einen Teil der Verschmutzung entfernt, aber eine genaue Überwachung ist wichtig, um sicherzustellen, dass die Solaranlagen optimal arbeiten.
Bedeutet das, dass man bei Sahara-Staub nicht sofort reagieren muss, sondern abwarten sollte, um mit einem Sensor zu überprüfen, ob eine Reinigung notwendig ist?
Genau, das ist vollkommen richtig. Es ist ratsam, zunächst abzuwarten und ein oder zwei Regenzyklen abzusehen, um zu beobachten, wie sich die Verschmutzung entwickelt. Wir gehen ebenfalls so vor: Wir analysieren die Verschmutzungsdaten und beurteilen dann, ob eine Reinigung notwendig ist oder nicht. Diese Vorgehensweise hilft uns, fundierte Entscheidungen zu treffen und sicherzustellen, dass nur dann gereinigt wird, wenn es wirklich erforderlich ist.
Nicht zu früh und nicht zu spät
Könnten Sie einige der häufigsten Fehler nennen, die bei der Reinigung von Solaranlagen passieren?
Bei der Reinigung von Solaranlagen gibt es zwei häufige Fehlerquellen. Erstens kann eine zu frühe Reinigung unnötige Kosten verursachen, da sie durchgeführt wird, bevor sie tatsächlich erforderlich ist und keinen signifikanten Vorteil bringt. Zweitens kann eine zu späte Reinigung dazu führen, dass sich Verschmutzungen ansammeln, was zu erheblichen Leistungsverlusten und einem Rückgang der Energieproduktion führt.
Der Schlüssel liegt darin, den optimalen Reinigungszeitpunkt – den sogenannten „Sweet Spot“ oder Break-Even-Punkt – zu finden. Investiert man zu früh in die Reinigung, entstehen Kosten, obwohl die Anlage noch effizient arbeitet, was zu einem finanziellen Verlust führt. Wird die Reinigung jedoch zu spät vorgenommen, kann die reduzierte Stromproduktion zusätzliche Kosten für die Reinigung sowie Ertragsverluste durch verminderte Energieproduktion nach sich ziehen. Das führt zu doppelten Verlusten – sowohl durch den geringeren Ertrag als auch durch die Reinigungskosten.
Könnten Sie ein Beispiel für eine besonders stark verschmutzte Photovoltaikanlage aus Ihren bisherigen Erfahrungen nennen und erläutern, wie Sie damit umgegangen sind?
In den letzten Jahren haben wir zunehmend festgestellt, dass viele Solaranlagenbetreiber ein Problem übersehen: Moos und Flechten können sich auf den Solarmodulen festsetzen, besonders wenn die Anlagen noch nie gereinigt wurden. Diese Arten von Verschmutzungen sind vergleichbar mit dem Moos, das man auf Pflastersteinen im Garten findet – sie sind sehr schwer zu entfernen und erfordern eine besonders schonende Reinigung.
Solarmodule sind empfindlich und erfordern einen sehr behutsamen Umgang. Sobald sich Moos und Flechten auf den Modulen festgesetzt haben, wird die Entfernung zu einer großen Herausforderung. Wir sehen derzeit verstärkt, dass dieser Marktbereich Probleme hat und arbeiten aktiv an der Entwicklung von Lösungen, um ein effektives Reinigungssystem zu schaffen, das mit diesen schwierigen Verschmutzungen umgehen kann.
Mein Rat an alle Betreiber von Solaranlagen ist, regelmäßig zu überprüfen, ob Moos oder Flechten auf den Modulen vorhanden sind und bei Bedarf schnellstmöglich eine Reinigung vorzunehmen. Andernfalls können langfristige Schäden auftreten, die möglicherweise einen Austausch der Module erforderlich machen.
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