More-clean für die Reduktion der Modulverschmutzung

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/501522

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die meisten Photovoltaikanlagen sind mit gerahmten Solarmodulen realisiert. Der Modulrahmen schützt das Modul vor Beschädigung beim Transport, der Montage und auch im Betrieb. Je flacher die Modulneigung der Anlage ist, umso mehr zeigt das tiefliegende Rahmenstück die Tendenz, Schmutz und Moos auf dem angrenzenden Glas anzusetzen. Mittels eines Kunststoffeinsatzes an dieser Stelle, dem „More-clean" soll dafür gesorgt werden, dass Schmutz mit dem Regen besser ausgespült werden kann. Dazu muss das Kunststoffteil eine geeignete Form und Materialisierung aufweisen. Das Kunststoffteil am Modulrand muss witterungsbeständig und stabil sein.
Im Rahmen des Projektes werden die Form, das Material und die Fertigungsart des Kunststoffeinsatzes «More-clean» evaluiert und festgelegt. Prototypen werden gefertigt und im Labor hinsichtlich der Material- Grössentoleranz, der Härte, der Ausreisskraft am Modul, der Beständigkeit und Alterung überprüft.
Mit den entwickelten Teilen werden in Feldtests bei 2 bestehenden Solaranlagen auf der Allmend Luzern (Modulneigung 20°) und der nahen Sidhalde in Kriens (Modulneigung 5°) die Projektziele überprüft. In wöchentlichen Feldaufnahmen sollen der Verschmutzungsgrad, Materialveränderungen und der Energieertrag von den Anlageteilen (je ca. 80 Module) mit Kunststoffeinsatz mit den Anlagenteilen ohne Kunststoffeinsatz festgehalten.
Ziel des Projektes More-clean ist ein 2 bis 3 prozentiger Mehrertrag über das Jahr hinweg. Als Zusatznutzen soll dieses Teil auch verhindern, dass sich im Winter Eis am unteren Rahmenrand bildet, der dann bei grossen Schneemengen den Druck des Schnees lokal auf den Rahmen überträgt und so im schlimmsten Fall zum Glasbruch führt.

Schlussbericht (Deutsch)

In Zusammenarbeit mit der FHNW Windisch wurde das Kunststoffteil More-clean definiert, entwickelt und getestet bis hin zur ersten Vorserie. Zweck des More-clean ist die Reduktion der Verschmutzung durch Verbesserung der Verschmutzungssituation am unteren Modulrand.

Das More-clean wurden in den beiden Photovoltaikanlagen auf der Messehalle Luzern und auf dem MFH Sidhalden Kriens am unteren Rand von einem Teil der Solarmodule montiert. Vom März 2018 bis April 2019 wurde der Effekt durch das More-clean visuell und durch Ertragsmessungen erfasst.

Bei den 5° geneigten Modulen konnte kein substanzieller Unterschied der Verschmutzung mit oder ohne More-clean festgestellt werden. Der Grund liegt darin, dass bei den extrem tiefen Niederschlagsmengen im Beobachtungszeitraum keine verbesserte Ausschwemmung des unteren Rahmenbereichs stattfand.

Bei den 20° geneigten Modulen ist ein Unterschied der Verschmutzung sichtbar. Dieser zeigte sich aber nach einem Jahr noch nicht in unterschiedlichen Ertragswerten, da die Verschmutzung noch zu klein ist.

Die beiden Testanlagen werden weiterhin beobachtet und auch eine Testanlage mit 10° geneigten Modulen gestartet.

Zugehörige Dokumente

• More-clean für die Reduktion der Modulverschmutzung - Schlussbericht [PDF] 9'291 kB

Schlussbericht (Englisch)

In collaboration with the FHNW School of Engineering Brugg-Windisch the new plastic piece More-clean was defined, developed and tested.

The aim of the More-clean is the reduction of dirt by a correction of the situation at the lower frame.

The More-clean was mounted at the lower frame of a part of modules on the two PV-installations at the fairy-hall Lucerne and the building Sidhalden in Kriens. From Mars 2018 until April 2019 the effect of the More-clean was collected visually and by measurement of the produced energy.

The modules with 5° inclination didn’t show a difference of the pollution whether More-clean mounted or not. That is because the very rare rains in the last months didn’t wash the region at the lower frame as estimated. The pollution remained there and grew.

The modules with 20° inclination showed a difference of the pollution. Without More-clean there is a faster growing amount of dirt at the lower frame, but the pollution yet didn’t reach the cells, what resulted in no significant difference of the measured energy.

The control of the PV-installations with More-clean will go on and a further test-installation with an inclination of 10° will be observed.