Mehr Klarheit für PV-Stromerzeuger

 

 

 

Aber auch schon der Vergleich mit einer benachbarten Anlage mit ähnlicher Bauweise (Modulart, Wechselrichter, Ausrichtung, Neigung) kann hilfreich sein. Nur wenn der Minderertrag deutlich höher ist, als die Leistungsgarantie es zulässt, ist von einem Defekt an der Anlage und/oder einer starken Verschmutzung auszugehen. Um einen Defekt auszuschließen, muss also zunächst eine Wartung, eventuell mit Leistungsmessung, erfolgen. Liegt kein Defekt vor, ist damit gleichzeitig festgestellt, dass die Anlage vor der Reinigung nicht beschädigt war und fehlerfrei funktionierte. Sollte es durch die Reinigung zu einer Beschädigung kommen, ist das eine wichtige Beweisgrundlage.

 

Der Ertragsvergleich, um die Sonnenscheindauer bereinigt, wird immer eine Ertragsminderung ausweisen. Ist die Ertragsminderung größer als die Renditeerwartung, muss - bei intakter Anlage - eine Reinigung erfolgen. Dabei ist zu beachten, dass sich der Minderertrag kumuliert, das heißt die Ertragsminderung des ersten betrachteten Jahres setzt sich im zweiten Jahr fort plus der Ertragsminderung des zweiten Jahres, und so weiter (siehe Tabelle 1). Trotz des anfänglich hohen Ertrags zeigte unsere Beispielanlage im zweiten Betriebsjahr eine sehr hohe Ertragsminderung. Da die Leistungsgarantie meist 90 % nach zehn Jahren und 80 % nach 20 (25) Jahren beträgt, darf die Ertragsminderung also rechnerisch nicht über 1,0 % pro Jahr liegen. Nach fünf Betriebsjahren muss also auf jeden Fall eine Wartung mit Leistungsmessung erfolgen.

Aber schon nach dem dritten Jahr sind die Ertragsverluste so hoch, das die Größe der Rendite erreicht ist, das heißt, die Anlage wirft keinen Gewinn mehr ab. Eventuell ist sogar die Zahlung des Kapitaldienstes gefährdet. Welcher Anteil der Ertragsminderung auf die Degradation der Zellen und welcher auf die Verschmutzung der Module entfällt ist aber erst nach der Reinigung feststellbar. Eine genaue Vorhersage des Reinigungseffektes ist damit praktisch nicht möglich. Gute Reinigungsunternehmen können jedoch anhand der optischen Kontrolle und der gemessenen Leistungskurve den Reinigungserfolg abschätzen. Die Testreinigung eines von mehreren gleichen Strings, gleiche Module und Wechselrichter, bringt ebenfalls Gewissheit. Beim Vergleich des gereinigten mit den verschmutzten Strings bringen schon Tageswerte erste Ergebnisse, siehe Tabelle 2. Natürlich muss die Einstrahlung am Vergleichstag gut Werte erreichen. Nach diesem einmaligen Vergleich ist der Erfolg der Reinigung eindeutig und die Gesamtreinigung kann erfolgen. Aber bitte nicht die Kontrolle nach einem vollen Monat/Jahr vergessen.

Der richtige Zeitpunkt

Die Reinigungsunternehmen berichten vielfach von Problemen bei der ersten Reinigung. Der Zeitpunkt wird oft zu spät gewählt. Verschmutzungen, die bereits drei bis fünf Jahre auf den Modulen haften, sind hartnäckig, verkrustet und von der Sonne eingebrannt. Es sind bereits Algen, Moose und Flechten gewachsen. Entsprechend schwierig gestaltet sich das Reinigen mit langer Einweichzeit und aggressiven Bürsten. Die Erstreinigung sollte also schon im zweiten, spätestens im dritten Jahr erfolgen.

Mit dem ersten Reinigungsdurchgang und der Erfolgskontrolle kann der Betreiber nun den geeigneten Zeitabstand festlegen. Aber zu welcher Jahreszeit ist der günstigste Zeitpunkt für eine Reinigung? Vielfach wird die Meinung vertreten, man solle im Frühjahr reinigen, um die guten Erträge des Sommers optimal einzufangen. Dagegen spricht aber der Reinigungseffekt des Winters mit viel Regen und eventuell Schnee, leichte Verschmutzungen werden abgespült. Besser ist es, die Verschmutzungsursachen zu betrachten. Ist die Anlage auf einem Stalldach montiert, sorgt die Abluft mit Staub, Ausdünstungen und Ammoniak ständig für neuen Schutz. Sind Bäume und Getreidefelder in der Nähe, ist der größte Schmutzanfall in der Blütezeit. Eine Halle zur Getreidetrocknung/-lagerung verursacht in und nach der Ernte den meisten Staub. Steht eine Holzfeuerung in Windrichtung, kann der Schornstein im Winter für Rußablagerungen sorgen. Ich empfehle die Reinigung kurz nach der Ursache für die Hauptverschmutzung.

Mögliche Verfahren

Am häufigsten sind die Systeme aus der Branche der Fensterreinigung anzutreffen. Hier arbeiten die Profis mit Teleskopstangen aus Kohlefaser, die sind sehr leicht und bis zu 8 m Länge noch gut zu handeln. Mit der Teleskopstange wird ein dünner Wasserschlauch geführt. Am Ende können verschiedene Reinigungseinrichtungen mit festen oder rotierenden Bürsten und Sprühdüsen aufgesteckt werden. Beim Einsatz von Bürsten besteht grundsätzlich die Gefahr, dass kleine Sandkörner zu Kratzern führen. Gründliches Einweichen, Vorspülen und eine weiche Bürste sind hier wichtig. Des Weiteren besteht bei jeder Belastung und Erschütterung der Module, z.B. Vibrationen durch rotierende Büsten, die Gefahr, dass ein Zellkurzschluss entsteht.

Normalerweise werden keine Reinigungsmittel eingesetzt, sie würden für Rückstände auf der Oberfläche sorgen und könnten z.B. die Dichtungen angreifen. Schon die Inhaltsstoffe des normalen Leitungswassers, wie gelöste Salze und Kalk, würden nach dem Trocknen Streifen und Flecken auf den Modulen hinterlassen. Daher speist eine Wasseraufbereitung das System mit entmineralisiertem Wasser. Außerdem hat es ein besseres Auflösungsvermögen. Das Bestreben, wieder Mineralien aufzunehmen, sorgt dafür, dass es sich mit den auf der Oberfläche liegenden Schmutzpartikeln verbindet und besser abfließt.

Gleichzeitig wird auch die Oberflächenspannung des Wassers reduziert. Es fließt in und durch kleinste Öffnungen, Risse und zwischen nicht hundertprozentig anliegende Dichtungen. In wieweit dieses weiche Wasser der PV-Anlage wirklich schadet, ist jedoch noch nicht geklärt. Die Entmineralisierung erfolgt mit einem Mischbettharz, Ionenaustauscher oder im Umkehrosmoseverfahren. Im einfachsten Fall fließt das Leitungswasser durch eine mobile GfK-Druckflasche (GfK = Glasfaser verstärkter Kunststoff). Es werden auch ökologische Reinigungsmittel angeboten, die zusätzlich den Kalk binden. Eine Wasseraufbereitung ist dann nicht erforderlich.

Ein weiteres Verfahren ohne Bürsten ist das berührungslose System TSC (Touchless-Solar-Cleaning), das die Firma CleanUp exklusiv vertreibt. Entweder wird ein kleiner Düsenbalken auf Rädern an einer Teleskopstange geführt oder ein Schienensystem ober- und unterhalb der Module führt einen langen Düsenbalken, der über mehrere Modulreihen reicht. Auch die Montage an einem Fahrzeugausleger (Unimog) für die Reinigung von Freiflächenanlagen ist als Sonderlösung verfügbar.

Das System verspricht eine sehr schonende Reinigung, da keine Kratzer durch Bürsten entstehen können. Bei starker Verschmutzung wird die Oberfläche im ersten Arbeitsschritt mit dem zertifizierten Reinigungszusatz SolarClean eingeweicht. Das schwach schäumende Mittel bindet zusätzlich den gelösten Kalk im Wasser und ist ökologisch unbedenklich.
Die Firma Schletter hat mit dem PVSpin eine Neuentwickung auf den Markt gebracht. Hier laufen zwei liegende Bürstenteller wie eine Bohnermaschine über die Module. Eine Teleskopstange oder Führungsschiene ist nicht erforderlich, da sich die Bürsten am Modulrahmen selber führen. Der Reinigungskopf wird nur am Wasserschlauch von oben herunter gelassen. Zwei seitliche Wasserdüsen weichen die Module vor dem Reinigen ein bzw. spülen die gereinigte Fläche nach.

Das technisch wohl aufwendigste System ist der robowash, ein ferngesteuerter Roboter, der sich auf Saugnäpfen bewegt und mit einer rotierenden Bürste arbeitet. Vorteil: Es muss keine Person direkt aufs Dach, freie Sicht auf die Dachfläche reicht. Bisher gibt es nur wenige Erfahrungen mit den verschiedenen Systemen. Die Auswahl des Reinigungsverfahrens sollte ohnehin nach anderen Gesichtspunkten erfolgen. Das sind:

 

Sind die Module stark verschmutzt (Erstreinigung), müssen oftmals ein Verfahren mit Bürsten oder ein Reinigungsmittel zum Einsatz kommen. Bei leichter Verschmutzung, z.B. jährlicher saisonbedingter Staub, reicht eventuell ein Düsensystem (TSC) ohne Reinigungsmittel (SolarClean). Begehbare Dächer mit aufgeständerten Anlagen und Freiflächenanlagen sind mit kurzen Werkzeugstilen erreichbar, eine feste Bürste ist ausreichend. Bei wenigen Modulreihen und Freiflächenanlagen ist das schienengeführte System TSC 2 einsetzbar.

Für große dachparallele Anlagen sind lange Arbeitsstile und Steiger/Teleskoplader mit Arbeitsbühne/-korb erforderlich. Hier spielt der robowash den Vorteil der Fernsteuerung aus. Aber auch der PVSpin muss nur vom First heruntergelassen werden. Er ist technisch das einfachste System und könnte sich über den Preis durchsetzten. Da der PVSpin aber erst im April/Mai auf den Markt kommen soll, sind noch keine Preise bekannt.

Wer reinigen sollte

Das gängigste System ist zurzeit auf jeden Fall die feste oder rotierende Bürste am Teleskopstil. Es ist universell einsetzbar und kostengünstig. Bisher gibt es keine Zulassung oder Ähnliches für die Reinigung von Photovoltaikanlagen. Weder Behörden noch Hersteller stellen Anforderungen an Reinigungsunternehmen. Nur die Sicherheitsvorschriften für Dacharbeiten der Berufsgenossenschaft sind einzuhalten. Aber gerade hier mangelt es erheblich an der Einhaltung der Absturzsicherung, was immer wieder zu schweren Unfällen, teilweise mit Todesfolge, führt. An dieser Stelle sei eindringlich vor der Leichtfertigkeit beim Thema Sicherheit gewarnt!

Die meisten Dacheindeckungen, gerade freigelassene Lichtplatten, sind nicht durchtrittsicher und die Oberfläche ist beim Reinigen nass und rutschig. Die Folgen eines Absturzes stehen dabei in keinem Verhältnis zum Mehrertrag. Also halten Sie bitte ein Mindestmaß an Sicherheit ein. Arbeitet eine Person ohne ausreichende Sicherung auf dem Dach, müssen Sie als Auftraggeber das unterbinden, sonst droht eine Mithaftung. Auch wenn Sie ein Fachunternehmen inklusive Sicherungsmaßnahmen beauftragt haben.
Leider gibt es mangels Zulassung noch keine echten Fachunternehmen. Aber folgende Punkte sollte eine gute Reinigungsfirma Ihnen anbieten können:

 

Mit Werkvertrag

Die Rahmenbedingungen der Reinigung sollten in einem Werkvertrag schriftlich fixiert werden. Damit gelten automatisch die gesetzlichen Bedingungen für Werkverträge und die Reinigungsfirma ist vertraglich in die Haftung genommen.

Leider schließen viele Modulhersteller eine Reinigung per Garantiebedingung quasi aus. Garantieausschlüsse wie „unsachgemäße Behandlung; Beeinträchtigungen aufgrund von Wasser, Salz und anderen Ereignissen“ lassen praktisch keine Reinigung zu, wenn in der Wartungs- und Bedienungsanleitung nicht auch eine Anweisung zur Reinigung enthalten ist.
Andererseits geben die Hersteller eine Leistungsgarantie von meisten 90 % nach zehn Jahren und 80 % nach 20 (25) Jahren. Untersagt der Hersteller nun die Reinigung bzw. macht sie mit den Garantiebedingungen unmöglich, entsteht eine Haftungsfalle für den Hersteller. Entweder, er lässt die Reinigung zu oder die Leistungsgarantie greift. Das haben bereits einige Hersteller erkannt und arbeiten zurzeit Reinigungskonzepte aus. Wann hier weiteres bekannt wird, ist aber noch offen.

Die Reinigungskosten richten sich nach dem Verschmutzungsgrad, der Zugänglichkeit und der Anlagengröße. Eine Erstreinigung mit starker Verschmutzung kann bis zu 2,50 € pro m2 kosten. Für eine Folgereinigung mit geringer Verschmutzung und guter Zugänglichkeit wird mindestens 1,00 €/m² verlangt. Bei aufgeständerten Anlagen kann es auch teurer werden. Bei den Kosten spielen auch die Sicherungsmaßnahmen eine Rolle.

Aber Vorsicht, wenn Sie als Auftraggeber aus Kostengründen auf die Sicherung durch die Reinigungsfirma verzichten, sind Sie für die ordnungsgemäße Sicherung zuständig und haftbar. Tritt ein Unfall ein, wird Sie der Geschädigte in Haftung nehmen - das kann bei bleibenden Gesundheitsschäden sehr teuer werden.

Zur Frage der Reinigungskosten gehört auch der Mehrertrag, den die Reinigung einbringt. Je nach Vergütungshöhe (57,40 bis 25,86 ct/kWh), Inbetriebnahmejahr (2004 bis 2011) und Anlagengröße bringt 1 % Mehrertrag bei 850 kWh/kWp und 8 m²/kWp zwischen 0,61 und 0,27 €/m² und Jahr, das heißt, 5 %-Mehrertrag bringen etwa 1,50 bis 3,00 €/m² und Jahr. So wird gerechnet: Einnahme Strom = Vergütungssatz x spez. Ertrag/Fläche/kWp = 0,4301€/kWh x 850 kWh/kWp/ 8 m²/kWp = 45,70 €/Jahr/m², bei Minderertrag  von 5 % Ertragsverlust = 45,70 x 5 %  = 2,29 €/Jahr und m².

Es ist immer mit dem kumulierten Minderertrag zu rechnen, das heißt, erfolgt die erste Reinigung nach drei Jahren, sind die Mindererträge aller drei Jahre zusammen zu rechnen. Oder ist ein zweijähriger Reinigungsintervall geplant, so ist der Ertragsverlust beider Jahre zu berücksichtigen. Die Grafik „Reinigungskosten“ ist mit diesen Werten berechnet. Sie kann Ihnen als Anhaltspunkt dienen. Sobald die Ertragsverluste, nach Abzug der Degradation, höher sind als die Reinigungskosten, ist eine Reinigung wirtschaftlich interessant.

Die Reinigung von Photovoltaikanlagen ist noch ein sehr jungfräuliches Betätigungsfeld. Die von den Herstellern bisher propagierte Selbstreinigung der Module reicht offensichtlich nicht aus, um die Erträge stabil auf hohem Niveau zu halten. Aber die Garantie- und Wartungsvorschriften lassen meist keine effektive Reinigung zu, obwohl bei den Reinigungsverfahren, wie bei der Fensterreinigung, kaum gravierende Schäden zu erwarten sind. Der Reinigungserfolg ist bei fachkundigen Firmen in der Regel gut. Die Kosten müssen über den Mehrertrag wieder reinkommen. Ein langfristiger Werkvertrag sichert eine fachgerechte Leistung und eventuelle Schadenersatzansprüche.   

   
                               

 Tab. 1:    Ertragsminderung

 

 

 Tab. 2:    Gereinigte und ungereinigte Strings

 

 

 Abb. 1:    Zusätzliche Einnahmen und Reinigungskosten