Wie viel Ertrag kostet Schmutz auf der PV-Anlage?

Die seriöseste Zahl für Deutschland kommt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): Selbst hierzulande sei im Schnitt mit etwa 2 % weniger Ertrag durch Verschmutzung zu rechnen, weil Regen die Module nicht vollständig reinigt. Das ist ein Mittelwert. Er sagt wenig über Ihre Anlage, wenn sie flach liegt, neben einer Bahnlinie steht oder Vogelkot einzelne Zellen abdeckt. Dann kann der Verlust ein Vielfaches betragen.

Was sagen Studien zum Ertragsverlust durch Verschmutzung?

Die belastbaren Studien liegen für Mitteleuropa im niedrigen einstelligen Prozentbereich; zweistellige Werte gibt es nur an einzelnen, stark belasteten Anlagen. Die Tabelle stellt die Quellen nebeneinander.

Die europäische Studie zeigt, wie stark das Ergebnis davon abhängt, wie gut der Regen reinigt. Eine weitere DLR-Untersuchung hat genau das gemessen: Regen reinigt selten vollständig, verringert die Verschmutzung aber meist deutlich. Bei sehr wenig Regen – 0,2 mm oder weniger – waren die Module danach teilweise sogar schmutziger.

Warum werben manche Anbieter mit 10 bis 20 Prozent?

Weil es einzelne Anlagen gibt, die so viel verlieren, und weil hohe Zahlen Aufträge bringen. Ein Whitepaper des Fachhandels schreibt, Studien deuteten bei starker Verschmutzung auf 10 bis 20 % hin, nennt aber keine dieser Studien. Für ein gewöhnliches Hausdach in Deutschland ist diese Spanne als Regelfall nicht belegt. Wir nennen deshalb das DLR-Mittel und erklären, wann der Verlust höher ausfällt:

• flache Neigung unter 15°: laut Fraunhofer ISE besonders betroffen,
• Ruß, Brems- und Rostabrieb von Bahn, Straße oder Industrie,
• Landwirtschaft: Staub und Stallabluft,
• Vogelkot, Laub, Moos: kleine Flächen mit großer Wirkung (nächster Abschnitt),
• lange Trockenphasen, in denen kein Regen nachreinigt.

Warum kostet ein Vogelkot-Fleck mehr Ertrag, als seine Fläche vermuten lässt?

Weil die Solarzellen in Reihe geschaltet sind: Die schwächste Zelle bremst den ganzen Strang. Das Fraunhofer ISE schreibt, dass stark verschmutzte Teilflächen wegen dieser Serienverbindung erheblich stärkere Ertragseinbußen verursachen können, als es ihrem Flächenanteil entspricht.

Damit eine verschattete Zelle nicht den ganzen Strang lahmlegt, sitzen im Modul Bypass-Dioden. Das sind Umgehungsschalter: Liefert ein Zellstrang zu wenig Strom, leitet die Diode den Strom daran vorbei. Das Modul arbeitet weiter, nur ohne diesen Strang. Ein Bericht der IEA beschreibt das an einem gängigen Modul mit 60 Zellen und drei Bypass-Dioden: Ist eine Zelle zur Hälfte oder mehr inaktiv, wird ihr Strang überbrückt – rund ein Drittel der Modulleistung fällt weg.

Messtechnisch ist das eine Falle: Wird Verschmutzung nur über den Kurzschlussstrom bewertet, unterschätzt man laut IEA den Verlust, sobald eine Bypass-Diode einen verschmutzten Strang abschaltet. Mehr zu flachen Dächern und dem Schmutzrand lesen Sie im Artikel Reinigt Regen die Module?.

Können Hotspots durch Schmutz die Module schädigen?

Ja, das ist möglich. Eine teilweise verschattete Zelle kann sich örtlich erwärmen; Fachleute sprechen von einem Hotspot. Die IEA führt in ihrem Bericht über Modulfehler Vogelkot ausdrücklich als Ursache für punktuelle Erwärmung auf Wärmebildern auf. Bypass-Dioden begrenzen das Risiko, heben es aber nicht auf, zumal sie selbst ausfallen können.

Ein Hotspot sieht man mit bloßem Auge nicht. Er zeigt sich auf einer Wärmebildaufnahme. Wenn Flecken über längere Zeit liegen geblieben sind oder ein Modulstrang auffällig schwächelt, ist eine Thermografie der sichere Weg, Schäden früh zu finden.

Wie messen Sie den Verlust an Ihrer eigenen Anlage?

Am zuverlässigsten mit einem Ertragsvergleich vor und nach einer Reinigung bei ähnlichem Wetter. Ohne Reinigung helfen drei einfache Prüfungen:

1. Vergleichen Sie den Ertrag eines Monats mit demselben Monat im Vorjahr. Ein Trend über mehrere Monate sagt mehr als ein einzelner Ausreißer.
2. Vergleichen Sie, wenn möglich, mehrere Strings oder Dachflächen Ihrer Anlage miteinander. Ein String, der deutlich hinter den anderen zurückbleibt, ist verdächtig.
3. Schauen Sie vom Boden aus mit dem Fernglas auf die Module: Schmutzrand, Kotflecken, Moos in den Ecken?

Saharastaub ist ein Sonderfall. Laut dem Forschungsprojekt PerduS (Deutscher Wetterdienst, KIT, meteocontrol) trübt er während eines Ereignisses die Atmosphäre um 10 bis 20 % stärker; in den Folgetagen sinkt die Leistung zusätzlich durch Staub auf den Modulen. Kurze Einbrüche nach solchen Tagen sind also kein Zeichen für dauerhaften Schmutz. Ob und wann eine Reinigung den Verlust in Euro aufwiegt, rechnet der Artikel Lohnt sich die Reinigung? vor.

Für wen lohnt sich ein Fachbetrieb?

Für ein sauber wirkendes Schrägdach mit unauffälligem Ertrag nicht. Ein Fachbetrieb ist sinnvoll, wenn

• Vogelkot, Moos oder ein Schmutzrand sichtbar festsitzen,
• einzelne Strings deutlich weniger liefern als die anderen,
• die Anlage flach liegt oder an Bahn, Straße, Industrie oder Stall steht,
• Sie Hotspots ausschließen wollen – dann Reinigung und Thermografie zusammen beauftragen.

Ein guter Betrieb reinigt mit weichen Bürsten und entmineralisiertem Wasser, ohne Hochdruck und Scheuermittel, und hält sich an die Hinweise des Modulherstellers, damit die Garantie nicht leidet. Er arbeitet nur mit Absturzsicherung. Wer kleine Flächen sicher vom Boden aus erreicht, findet im Bereich Selbst reinigen die passenden Methoden. Wie oft eine Reinigung je nach Dach üblich ist, zeigt der Überblick Wie oft sollte man eine PV-Anlage reinigen?.