22 ep Photovoltaik – 1-2013

AUS DER PRAXIS

Auswirkungen rotierender Reinigungsbürsten Bei der Reinigung von Solarmodulen kommen verschiedene

Reinigungstechniken zum Einsatz. Neben weichen, doppelt

gesplissten Bürsten werden auch rotierende Bürsten verwendet.

Dabei versetzen die schnelle Rotation und eine mögliche

Unwucht der Bürste das Solarmodul in Schwingung. In einer

Studie der Solarschmiede GmbH zusammen mit der Solar-

reinigungsfi rma ASL Solar wurden nun die Auswirkungen

einer rotierenden Bürste auf die Zellebene von Photovoltaik-

Modulen untersucht.

Rahmenbedingungen

Um zu untersuchen, wie sich rotierende Reinigungsbürsten auf die Zellebene von PV-Modulen auswirken, simulierten die Solar-schmiede GmbH zusammen mit der Solarreinigungsfi rma ASL Solar einen typischen Arbeitsab-lauf. Für die Simulation wurden nacheinander jeweils acht poly-kristalline Module (60 Zellen) und fünf monokristalline Module (72 Zellen) auf einem Gestell mit einer Neigung von 30° befestigt (Bild

). Die verwendete rotierende Bürste vom Typ C700 (Reinigungsbreite 780 mm; Masse ca. 3,5 kg) weist eine Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa 11 Hz auf, was einer Drehzahl von 700 Umdrehungen pro Minute entspricht. Die Bürste wurde mit einem speziellen Tele-skopstab auf das Modul gelegt, und durch einen Hochdruck-reiniger (120 bar) angetrieben. Das Wasser passiert dabei zuerst einen Harzfi lter, der das Wasser entmineralisiert, um so Kalkbil-dung auf der Moduloberfl äche zu vermeiden. Für die Elektrolumi-neszenz- und Flashermessungen stand ein Messwagen der Firma BEC Engineering zur Verfügung.

Durchführung und Auswirkungen

Das Team untersuchte zu Beginn der Simulation jedes Modul mit-tels Elektrolumineszenz-Messung auf eventuell bereits vorhandene Schäden in der Zellstruktur und nahm die Leistungskurve mit einem Flasher auf. Als ein Reini-gungszyklus wurde der Weg von der unteren Kante zur oberen Kante des Moduls und wieder zurück zu der unteren Kante

defi niert (Bild ). Unter der An-nahme, dass eine PV-Anlage in Deutschland alle vier Jahre gerei-nigt wird, startete die Simulation mit 60 Reinigungszyklen, was bei 12 Zyklen pro Reingung einer Be-lastungsdauer von 20 Jahren ent-spricht. Gereinigt wurde jeweils im linken, im mittleren, sowie im rechten Bereich des Moduls.Da in südlicheren Gebieten, in denen u. a. aufgrund geringeren Niederschlags eine „Selbstreini-gung“ der Module seltener vor-

kommt, Module häufi ger gereinigt werden, wurde im weiteren Verlauf die Anzahl der Zyklen stufenweise um je 20 Zyklen pro Modul bis hin zu 140 Zyklen erhöht. Um eine realitätsnahe Simulation zu ge-währleisten, erfolgte die Reini-gung manuell. Nachdem die Module nach der Simulation abmontiert und an-schließend durch Elektrolumines-zenz-Messung erneut untersucht wurden, konnte beim Vergleich der aufgenommenen Bilder (Bilder ) festgestellt werden, dass ent-gegen der Vermutung sowohl die Rotation der Bürste als auch die damit verbundene Vibration der Moduloberfl äche keine Schäden auf Zellebene verursachen. Selbst geringe Ansätze von Mikrorissen dehnten sich aufgrund der Ein-wirkung der rotierenden Bürste nicht weiter aus. Auch durch die schrittweise Erhöhung der Zyklen-anzahl und die damit einherge-hende Mehrbelastung entstanden keine Mikrorisse. Dieses Ergebnis wurde durch die Kennlinienmes-sungen bestätigt.

Resümee und Ausblick

Bei der Untersuchung konnte beobachtet werden, dass das Ver-wenden einer rotierenden Bürste zur Reinigung von Solarmodulen bei den hier verwendeten PV- Modulen keine Schäden in Form von Mikrorissen verursacht hat. Zudem konnte keine Ausdehnung bereits vorhandener Ansätze von Mikrorissen festgestellt werden. Generell muss jedoch gesagt wer-den, dass durch die Beschaffen-heit von Bürsten im Allgemeinen und eine damit einher gehende mechanische Belastung der Mo-dule theoretisch eine messbare Gefahr einer Beschädigung be-steht. Werden darüber hinaus Rei-nigungsbürsten falsch angewandt, kann dies Mikrorisse verursachen oder zum Ausdehnen bereits vor-handener Mikrorisse führen. Grundsätzlich gilt, dass die Richtlinien der Hersteller zur Reinigung von PV-Modulen zu beachten sind.

C. Olschok, N. Kreuzberger, M. Kennel

Aufbau des Teststandes Manuelle Reinigung

Elektrolumineszenzaufnahmen vor (links) und nach (rechts) der SimulationDie Ausschnitte zeigen den Bereich in der oberen Mitte des Moduls. Zu erkennen ist, dass sich bereits vor-handene Ansätze von Mikrorissen nicht weiter ausdehnten.