Regen reicht nicht aus, um Pollen von Sonnenkollektoren zu waschen – neue Studie

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Regen kann viele Dinge wegspülen, aber selbst ein stetiger Regenguss reicht möglicherweise nicht aus, um Pollen von Solarmodulen zu entfernen. Zu diesem Schluss kommen Forscher, die die Auswirkungen von Pollen auf die Leistung von fünf Solaranlagen im Versorgungsmaßstab in North Carolina untersucht haben.

Die Wissenschaftler unter der Leitung eines Teams des National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums stellten fest, dass die Vermehrung der Frühlingspollen, die die Solarpaneele bedeckten, die Leistung der Technologie an jedem Standort verringerte. Durch Regen konnte ein Teil der Pollen weggespült werden, aber nicht genug, um die Leistung der Photovoltaik (PV) wieder auf den vorherigen Stand zu bringen.

„Es gibt noch viel zu tun, um die Risiken und Auswirkungen von Pollen und Bioverschmutzung im Südosten der USA vollständig zu verstehen, aber diese Arbeit hat deutlich gemacht, dass regelmäßige Niederschläge nicht ausreichen, um davon auszugehen, dass Solaranlagen in bestimmten Umgebungen vollständig gereinigt sind.“ “, sagte Matthew Muller, Forschungsingenieur in der Gruppe „PV Performance and Reliability“ am NREL und Mitautor eines neuen Artikels, der das Problem mit Pollen beschreibt.

Das Papier, “Eine Untersuchung zu den pollenbedingten Verschmutzungsverlusten in PV-Anlagen im Versorgungsmaßstab”, erscheint in der IEEE Journal of Photovoltaics. Weitere Co-Autoren sind Joao Gabriel Bessa, der NREL von der Universität Jaen in Spanien besuchte; Michael Valerino, Mitbegründer von Solar Unsoiled; und Forscher der Universität Jaen, der Duke University und der Universität La Sapienza in Rom.

Verschmutzung, die auftritt, wenn Staub, Pollen oder andere Elemente verhindern, dass Licht die Solarzellen erreicht, hat sich zu einem anhaltenden Problem entwickelt, sowohl im Hinblick auf die PV-Leistung als auch auf die erzielten Einnahmen für Solaranlagenbetreiber. Wie groß das Problem einer Verschmutzung ist, hängt von den örtlichen Gegebenheiten und dem Klima ab. Frühere Untersuchungen haben Verschmutzungsverluste in trockenen und halbtrockenen Gebieten abgeschätzt, nicht jedoch in regnerischeren Gebieten, in denen Pollen ein Problem darstellen, wie etwa im Südosten der Vereinigten Staaten.

Müller, der ausgiebig hat untersuchte das Verschmutzungsproblem, und seine Kollegen haben die Auswirkungen der Solaranlagen im Versorgungsmaßstab in vier Landkreisen in North Carolina gemessen. Ihre Ergebnisse widersprachen der weit verbreiteten Annahme, dass häufige Regenfälle zu vernachlässigbaren Auswirkungen auf die Verschmutzung führen würden. Stattdessen stellten sie fest, dass die Leistung der Solarmodule während der Pollenhauptzeit um bis zu 15 % abnahm, wobei die meisten Pollen von Zypressen, Wacholder, Kiefern und Eichen stammten. Obwohl es sich hierbei um Spitzenverluste handelt, deuten die Daten darauf hin, dass die jährlichen Produktionsverluste ohne geplante Reinigung in der Größenordnung von 10 % liegen können.

Die Solaranlagen waren zum Zeitpunkt der Analyse allesamt seit mehr als sieben Jahren in Betrieb, ohne dass eine manuelle Reinigung durchgeführt wurde. Solar Unsoiled hat in Zusammenarbeit mit dem Systembesitzer eine Leistungssteigerung von 5 % auf 11 % nach mechanischer Nassbürstenreinigung festgestellt.

Die Forscher stellten in ihrer Arbeit fest, dass sie erwartet hatten, dass die Verschmutzungsverluste aufgrund der relativ hohen durchschnittlichen Niederschlagsmenge und der kurzen Trockenperioden minimal ausfallen würden, die Verluste waren jedoch höher als erwartet. Auch nach dem Ende der Pollensaison erreichte die Leistung der Solarmodule trotz häufiger Regenfälle nicht wieder das zuvor „gereinigte“ Niveau. Die Ergebnisse bestätigten, dass das Verschmutzungspotenzial in Regionen mit häufigen Niederschlägen sorgfältig untersucht werden muss und dass eine geplante Reinigung erforderlich sein kann, um große finanzielle Verluste und eine Minderleistung des Systems zu vermeiden. Als Ergebnis dieser Arbeit entwerfen NREL und Solar Unsoiled eine Studie, um die Mechanismen und Risiken im Zusammenhang mit Pollen und Bioverschmutzung im Südosten der USA weiter zu untersuchen.

Ursprünglich veröffentlicht am NREL-Website. Von Wayne Hicks