Wie wirkt sich Feinstaub auf Solaranlagen aus?

Eine zweijährige Studie des MIT (Massachusetts Institute of Technology) hat gezeigt, wie sehr sich Luftverschmutzung auf die Leistung von Solarmodulen auswirkt. Die damit verbundenen Messungen führte das Team in Delhi, Indien durch – die wahrscheinlich am stärksten verschmutzte Stadt der Welt.

Hierbei kam zum Vorschein, dass Luftpartikel (Aerosole) Sonnenstrahlen daran hindern, zu den Solarmodulen durchzudringen. Dies kann – je nach Zellmaterial – zu einer Reduktion der Lichtdurchlässigkeit von bis zu 17% führen. Hochgerechnet beträgt die durchschnittliche jährliche Abnahme der Solarzellen-Leistung in Delhi unter den vorherrschenden Bedingungen etwa 12%, was 20 Mio. $ entspricht. Wenn es um die Entscheidung für oder gegen ein Investment in eine Solaranlage geht, spielt dieser neu entdeckt Faktor somit eine wichtige Rolle. Übertragen auf andere von Feinstaub betroffene Städte kann dies Verluste von 16 Mio. $ in Kalkutta, Indien, 10 Mio. $ in Shanghai und Peking, China sowie zwischen 6 und 9 Mio. $ in Los Angeles, USA bedeuten.

Wussten Sie schon? Neue Studien des Umweltbundesamtes, z.B. in Stuttgart, zeigen, dass die Hauptverursacher von Feinstaub Autoreifen und Bremsbeläge sind. Besonders beim häufigen Stop-and-Go-Verkehr in der Stadt werden viele feine Partikel, z.B. in Form von Mikroplastik, ausgestoßen. Ein weiterer Faktor sind verschlissene Straßen.

Wenn Sie für den Betrieb und die Wartung einer Solar-Anlage verantwortlich sind, können Sie die Luftverschmutzung zwar nicht aufhalten, aber ihre negativen Auswirkungen berechnen und besser darauf reagieren. Dabei helfen Ihnen die Parameter Sonneneinstrahlung, Panel-Verschmutzung sowie die Wetterbedingungen in Form von bspw. Niederschlag, Wind und relative Luftfeuchte.

Der wichtigste Faktor ist der Verschmutzungsgrad der Solarmodule, der anzeigt, wann Sie die Anlage reinigen müssen. Die vor Ort gemessene Sonneneinstrahlung und Wetterbedingungen liefern Ihnen den maximal möglichen Solarertrag im Vergleich zur aktuellen Energie-Produktion der Solaranlage (Performance Ratio, kurz PR). Mit den Überwachungs-Lösungen von Kipp & Zonen und Lufft haben PV-System-Betreiber die perfekten Tools zur Hand, um effizient auf Verunreinigungen zu reagieren und das beste aus Ihrer Anlage herauszuholen.

DustIQ von Kipp & Zonen

Der DustIQ von Kipp & Zonen basiert auf einem einzigartigen optischen Verfahren zur Messung des Verschmutzungsgrads (Optical Soiling Measurement, kurz OSM). Er lässt sich problemlos in neue oder bestehende Solaranlagen integrieren und wird auf dem Rahmen eines Moduls befestigt. Das handliche Gerät benötigt zum Betrieb keine eigene Stromversorgung. Es misst kontinuierlich den Verschmutzungsgrad (Soiling Ratio, kurz SR), d.h. der durch Ablagerungen verursachte Transmissionsverlust – gemessen durch Glas hindurch. So kann das System die Reduzierung des Lichts, das auf die Solarzellen trifft, berechnen und informiert darüber, wann ein kritischer Verschmutzungsgrad erreicht ist und eine Reiningung der Anlage aussteht.

DustIQ ist wartungsfrei und wird während des normalen Reinigungsprozesses mitgesäubert. Der intelligente Sensor kommuniziert digital über Modbus® und verfügt auf der Rückseite einen Eingang für einen optionalen Temperatursensor. Er lässt sich einfach mit Kipp & Zonen Pyranometern zur Messung der Bestrahlungsstärke verbinden und in ein SCADA-System der Anlage integrieren.

Lufft All-in-One Wettersensoren

Die Kontamination des Solarmoduls wird auch durch Wetterparameter wie Niederschlag und Wind beeinflusst, da sie zur Reinigung oder Verfestigung des Staubs beitragen können. Darüber hinaus wird die Leistung des Sonnensystems nicht nur durch die Verschmutzung, sondern auch durch die Sonneneinstrahlung und die Temperatur der Solarzelle (Rückwand) bestimmt. Die Kompakt-Wettersensoren von Lufft können alle relevanten Umgebungsparameter gleichzeitig messen und sind somit die perfekte Ergänzung zum DustIQ.

Ein Beispiel ist der Lufft W600, der sich mit einem Modultemperatur-Sensor und einem Pyranometer von Kipp & Zonen kombinieren lässt. Es erfasst die Werte Umgebungstemperatur, relative Luftfeuchte, Niederschlagsintensität, -art und -menge, Luftdruck, Windrichtung und Windgeschwindigkeit. Lufft bietet auch kompakte Sensoren an, die mit Strahlungssensoren verschiedener Güteklassen ausgestattet sind, wie beispielsweise der WS700.

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