Wie Reinigungsmittel Photovoltaik-Module beschädigen können

Damit das Sonnenlicht optimal von Photovoltaik-Modulen genutzt werden kann, müssen diese regelmäßig gereinigt werden. Chemische Reinigungszusätze sollen dabei die Reinigungswirkung verstärken. Diese können jedoch ein hohes Schädigungspotenzial mit sich bringen. Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP hat ein Prüfverfahren entwickelt, um die Materialverträglichkeit solcher Reinigungsmittel und Auswirkungen auf die Funktionalität von Modulen zu untersuchen.

REM-Aufnahme zu Loch- und Flächenkorrosion
© Fraunhofer CSP
Im entwickelten Prüfverfahren wurden Materialproben von PV-Modulkomponenten verschiedenen diagnostischen Methoden unterzogen, um Aussagen über die Loch- und Flächenkorrosion treffen zu können (REM-Aufnahme).

Verschmutzungen auf PV-Modulen haben verschiedene Ursachen. Neben Staub und Pollen kommt es auch durch Emissionen der Industrie, des Verkehrs und der Landwirtschaft zu hartnäckigen Verschmutzungen. Durch diese Ablagerungen auf der Oberfläche von Solarmodulen kann mitunter weniger Sonnenlicht absorbiert und somit die Energieerzeugung beeinträchtigt werden. Eine saubere Oberfläche hingegen ermöglicht es den Modulen, mehr Sonnenlicht aufzunehmen und in elektrische Energie umzuwandeln. Eine regelmäßige Reinigung ist für die Effizienzsteigerung, die Verlängerung der Lebensdauer und für die Senkung der Wartungskosten enorm wichtig.

Um die Reinigungseffizienz zu erhöhen, kommen bei der Reinigung von PV-Anlagen zunehmend chemische Reiniger und Reinigungszusätze zum Einsatz, die sauer beziehungsweise alkalisch wirken. »Das Schädigungspotenzial kommerzieller Photovoltaikreiniger ist hoch, insbesondere für die Antireflexschicht auf dem Frontglas der Solarmodule. Das und die damit verbundenen Energie-Ertragseinbußen sind vielen Anwenderinnen und Anwendern nicht bewusst«, sagt Dr. Marko Turek, stellvertretender Gruppenleiter »Diagnostik und Metrologie Solarzellen« am Fraunhofer CSP.

An diesem Punkt setzen er und seine Kolleginnen und Kollegen an und untersuchen Methoden zur Bewertung der Auswirkungen von Reinigungsmitteln auf PV-Modulkomponenten. Dazu wurden Komponenten branchenüblicher PV-Module in Anlehnung an existierende Standards getestet, darunter der Aluminium-Rahmen mit Eloxalschicht, die Silikon-Randversiegelung und das PV-Glas mit Antireflexbeschichtung.

Im neu entwickelten Prüfverfahren wurden Materialproben dieser Komponenten einem Auslagerungstest in der Reinigungslösung unterzogen, sodass Aussagen z.B. über die Loch- und Flächenkorrosion möglich wurden. »Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass viele marktübliche Reiniger auch in der empfohlenen Anwendungskonzentration die PV-Modulkomponenten beschädigen, insbesondere die Antireflexschicht auf dem Solarmodulfrontglas«, sagt Turek.

Das neue Prüfverfahren konnte in einem Kooperationsprojekt mit dem Hersteller Bremer & Leguil GmbH genutzt werden, um Empfehlungen für die Anzahl von Reinigungszyklen, die Einwirkzeit und die ideale Anwendungskonzentration zu geben. So konnte dessen biologisch abbaubares Reinigungsmittel Rivolta P.H.C. hinsichtlich der Materialverträglichkeit optimiert werden.

Das Fraunhofer CSP ist mit seinen Forschungsbeiträgen auch auf der diesjährigen EU PVSEC, der größten internationalen Konferenz für Photovoltaik-Forschung, -Technologien und -Anwendungen, vom 18. – 22. September 2023 in Lissabon vertreten.