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Experten-Ratgeber zur Reinigung von Photovoltaik-Anlagen

Warum ist eine Reinigung der Photovoltaik-Anlage notwendig? Was muss dabei beachtet werden? Wie häufig sollte geputzt werden? Wie reinigt man die Anlage? Was kostet die Reinigung?

Eine Solarstromanlage wandelt die Solarenergie in Strom um. Sind die Photovoltaik-Module mit einer Schicht aus Staub, Flugsand, Blättern, Tierkot und mehr bedeckt, leidet der Ertrag der Anlage, da weniger Sonnenenergie in die Solarzellen vordringen und dort in Strom umgewandelt werden kann. Eine schleichende Verschmutzung ist nicht zu verhindern – die Frage ist: Wann ist eine Reinigung der Anlage nötig? Wir erklären ihnen in diesem Artikel, wie Sie anhand eines Kosten-Nutzen-Vergleiches herausfinden können, ob Ihre Photovoltaik-Anlage eine Reinigung nötig hat. Sie erfahren außerdem welche Vor- und Nachteile das eigenhändige Putzen gegenüber den Diensten einer professionellen Reinigungsfirma hat. Nicht zuletzt geben wir einen Überblick über die zu erwartenden Kosten und erklären, wie Sie einfach einen Preisvergleich durchführen.

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Warum braucht die Photovoltaik-Anlage eine Reinigung?

Trotz Regens bildet sich mit den Jahren ein Schmutzfilm auf den Modulen, der entfernt werden muss, um Ertragseinbußen zu vermeiden. (Foto: energie-experten.org)
Trotz Regens bildet sich mit den Jahren ein Schmutzfilm auf den Modulen, der entfernt werden muss, um Ertragseinbußen zu vermeiden. (Foto: energie-experten.org)

Die Photovoltaik-Anlage auf Ihrem Dach trotzt Tag für Tag, rund um die Uhr, zu jeder Jahreszeit, Wind und Wetter. Doch nicht nur die Elemente Licht (Sonne), Luft (Wind), Wasser (Regen, Hagel, Schnee, Eis) machen den Photovoltaik-Modulen zu schaffen. Hinzu kommen deren Mitbringsel wie Staub (besonders häufig: Feinstaub aus dem Straßenverkehr, der Großteils vom Abrieb der Räder stammt), Sand, umherfliegende Blätter und Nadeln von Laub- und Nadelbäumen sowie Kot (stark ätzend!) und andere Hinterlassenschaften von Vögeln oder kleinerem und größeren Viehzeug (Insekten, Nager), zum Beispiel Federn, Haare, Futterreste. Auch Schornsteine, der eigene, der des Nachbarn oder des nahestehenden Betriebs, sorgen für Schmutz in der Luft: Ruß, Öl und andere Chemikalien.

Kurz: Übers Jahr gesehen, kommt da eine Menge Schmutz zusammen. Je nach Aufstellwinkel der Photovoltaik-Anlage, der wiederum vom Dachwinkel beziehungsweise Winkel der Aufständerung abhängt, wirkt die „Selbstreinigung“ (beginnt hierzulande bei etwa 12 Grad Neigungswinkel) der Anlage mit Hilfe von Wind, Regen oder Schnee mal besser, mal schlechter.

Ursächlich hierfür sind ein spezielles Solarglas, sodass viele Ablagerungen sich von allein beim nächsten Regen abwaschen. Jedoch gilt: Je flacher der Aufstellwinkel ist, desto weniger wirkt die wetterbedingte Reinigung.

Falls Laub und Zweige auf den Modulen liegen bleiben oder falls Vogelkot und Blütenpollen die Module bedecken, kann dennoch eine Reinigung sinnvoll sein. Schlimmer noch: Zwischen Rahmen und Glas der Photovoltaik-Module setzt sich gerne Schmutz ab und bildet mit der Zeit eine Lebensgrundlage für Pilze, Flechten oder Moose. Haben die sich erst mal angesiedelt, halten sie ihrerseits mehr Schmutz fest – ein Teufelskreis. Wo Schmutz aufkommt, muss gereinigt werden. Denn der Schmutz auf den Solarmodulen beeinträchtigt den Ertrag der Solaranlage.

Sind die Module sichtbar mit Schmutz bedeckt sind, führt das häufig zu deutlichen Ertragseinbußen. Auch wenn nur Teile eines Strings betroffen sind, bestimmt das schwächste Modul die Gesamtleistung in Reihe geschalteten Solarmodule. Zusätzlich kommt es durch eine starke lokale Erwärmung (Hot Spots) der nicht verschmutzten Solarmodulbereiche nicht selten zu Schäden, da die Verschmutzung wie eine Teilverschattung wirkt. So können aus Hot Spots weitere Ertragsverluste oder in Einzelfällen auch sicherheitsrelevante Schäden wie z.B. durchgeschmorte Rückseitenfolien an den Modulen entstehen.

Experten-Wissen: Forscher des KIT haben 2019 den Selbstreinigungseffekt von mikrostrukturierten Folien auf den Solarmodulen verbessert. Diese Oberflächen-Strukturen helfen dabei, dass mit jedem Regen der Dreck leichter abgewaschen wird, indem die Benetzung und damit die Haftung von Wasser und Schmutz verringert wird. Zur Strukturierung der Oberflächen dient ein Prägestempel mit den inversen Oberflächentexturen. In Tests mit extrem stark verschmutzten Solarzellen konnte ein simulierter leichter Regenguss die Leistung bereits auf 93 Prozent wiederherstellen, wenn sie mit einer mikrostrukturierten Folie geschützt waren, und nur auf 60 Prozent bei herkömmlichen Abdeckgläsern von Solarmodulen.

Kosten-Nutzen: Wann lohnt sich die Reinigung der Photovoltaik-Anlage?

Die Reinigung der Photovoltaikanlage ist für jeden Betreiber eine Sache, die sich rechnen muss: Fährt die Anlage wegen der Verschmutzung weniger Ertrag ein, ist das ein Verlust an Strom, der nicht zur Verfügung steht, um ihn

Man kann den Stromverlust demnach - so oder so - in einen zählbaren und damit messbaren Geldwert umwandeln und diesen gegen die Kosten einer Reinigung der Photovoltaik-Anlage rechnen. Kostet die Reinigung weniger als der Geldbetrag, der einem als Ertrag bereits verlustig gegangen ist, lohnt sie sich. Doch wie ermittelt man den schmutzbedingten Ertragsverlust der PV-Anlage? Nachfolgend hierzu die wichtigsten Schritte bei Netzeinspeisung. Für den Eigenverbrauchsanteil kann simultan vorgegangen werden: 

  • Nehmen Sie zunächst den durchschnittlichen Ertrag der letzten Jahre in Kilowattstunden (kWh) mit dem Satz der Einspeisevergütung (Cent/kWh) mal! Das Produkt entspricht der jährlichen Höhe der Einspeisevergütung in Euro.
  • Als Nächstes müssen Sie ermitteln, wie viel Kilowattstunden Strom die Anlage erzeugen müsste, um die PV-Reinigung mit der Einspeisevergütung zu erarbeiten.
  • Als Letztes setzen Sie den Jahresertrag in kWh ins Verhältnis zu den kWh, die einer Reinigung gleichkommen.

Heraus kommt ein Prozentsatz: der jährliche Ertragsverlust in Prozent, den die Anlage erreichen müsste, um eine Reinigung auch kostentechnisch zu rechtfertigen. Sofern Sie selbst Strom verbrauchen und Strom einspeisen, müssen Sie nun nur noch die Prozentsätze mit dem jeweiligen Anteil gewichten.

Schematische Darstellung der wiederholten Leistungsanhebung durch regelmäßige Reinigung der Photovoltaik-Anlage (Grafik: energie-experten.org)
Schematische Darstellung der wiederholten Leistungsanhebung durch regelmäßige Reinigung der Photovoltaik-Anlage (Grafik: energie-experten.org)

Experten-Wissen: Durch die Reinigung einer Photovoltaik-Anlage auf Privat- und Gewerbedächern kann bei einer regelmäßigen Reinigung ein Leistungsgewinn von 15 % erzielt werden. Dies resultiert bei einer 100-kWp-Anlage in einem jährlichen Mehrertrag von rund 15.000 kWh. Bei Freiflächenanlagen geht man bei einer regelmäßigen Reinigung von acht bis zehn Prozent, bei Solaranlagen in der Landwirtschaft sind von bis zu 30 Prozent aus.

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Wie häufig sollte eine Photovoltaik-Anlage gereinigt werden?

Mit der SolarPLUSCleaning-App lässt sich einfach ermitteln, wann es wirtschaftlich lohnenswert ist, seine Photovoltaik-Anlage reinigen zu lassen. (Grafiken: SolarPLUSCleaning)
Mit der SolarPLUSCleaning-App lässt sich einfach ermitteln, wann es wirtschaftlich lohnenswert ist, seine Photovoltaik-Anlage reinigen zu lassen. (Grafiken: SolarPLUSCleaning)

Hier kommt es darauf an, wo Ihre Photovoltaik-Anlage steht: Die Erfahrungen zeigen, dass PV-Anlagen in ländlichen (landwirtschaftlich bewirtschafteten) Regionen schneller und stärker verschmutzen als in Stadtgebieten. Deshalb kann eine Reinigung auf dem Land einmal im Jahr durchaus Sinn, sprich: mehr Ertrag machen, während man bei Stadtanlagen von mehrjährigen Reinigungsintervallen von bis zu 5 Jahren ausgehen kann.

Wer genau wissen möchte, wann eine Reinigung notwendig wird, der kann die App des Solarfachbetriebs SolarPLUSCleaning nutzen, die kostenfrei im App-Store erhältlich ist. Die App berechnet den Verschmutzungsgrad auf der Grundlage von Daten, die SolarPLUSCleaning über einen Zeitraum von zwölf Monaten vor und nach dem Reinigen von Photovoltaikanlagen in ganz Deutschland ermittelt hat. Zudem kann man mit der SolarPLUSCleaning App berechnen, wie hoch seine Ertragsverluste durch verunreinigte Module sind.

Wie und womit kann die Photovoltaik-Anlage gereinigt werden?

Das Solar Multiboard sorgt dafür, dass das Gewicht der Monteure gleichmäßig verteilt und über den Modulrahmen und die Unterkonstruktion abgeleitet wird. (Foto: SMB - Solar Multiboard GmbH)
Das Solar Multiboard sorgt dafür, dass das Gewicht der Monteure gleichmäßig verteilt und über den Modulrahmen und die Unterkonstruktion abgeleitet wird. (Foto: SMB - Solar Multiboard GmbH)

Scharfes Putzmittel (Chemiekeule) sollten Sie nicht benutzen, sondern nur sanft wirkende öko-korrekte Reinigungsmittel – die werden ja zum Beispiel direkt mit dem Gartenschlauch abgespült und versickern wie das Regenwasser. Das Putzwasser sollte zudem kalkarm sein, andernfalls ergeben sich Putzschlieren, die die Solarernte wiederum beeinträchtigen können. Als Putzzeug eignen sich weiche Lappen oder Schwämme. Auch weiche Teleskopbürsten sind empfehlenswert.

Bei der Verwendung von Hochdruckreinigern, Schrubbern und Besen können Kratzer auf den Solarmodulen entstehen. Insbesondere kann es beim Betreten des Daches zu punktuellen Überlastungen der Module kommen und so Mikrorisse entstehen, die nachfolgend zu kleineren Leistungsverlusten bis zu größeren Ausfällen führen können.

Um dies zu vermeiden, gibt es verschiedene Steighilfen. Z. B. das Solar Multiboard, das neben Reinigungs- auch zu Reparatur- und Wartungsarbeiten eingesetzt werden kann, wird einfach zwischen die Module geschoben und sorgt dafür, dass das Gewicht der Monteure gleichmäßig verteilt und über den Modulrahmen und die Unterkonstruktion abgeleitet wird. Dadurch verhindert es punktuelle Belastungen, die zu Mikrorissen in den Solarzellen, Schäden und Leistungsverlusten führen. Darüber hinaus ermöglicht die rutschfeste Oberflächenstruktur der mobilen Arbeitsplattform einen sicheren Stand und trägt somit zum sicheren Arbeiten auf Schrägflächen bei.

Experten-Tipp: Beachten Sie unbedingt die Hinweise der Hersteller und / oder Installateure der Photovoltaik-Anlage zu deren Reinigung. Wer sich daran nicht hält, kann im Schadensfall mitunter keine Gewährleistungsansprüche geltend machen!

Reinigung heißer Photovoltaik-Module im Sommer

Die Reinigungsbürste „SunBrush mobil“ kann u.a. an Traktoren befestigt werden. Für die Installation der Bürste sind Frontkraftheber notwendig, während am Heck die Wassertanks befestigt werden können. (Foto: Sunbrush mobil GmbH)
Die Reinigungsbürste „SunBrush mobil“ kann u.a. an Traktoren befestigt werden. Für die Installation der Bürste sind Frontkraftheber notwendig, während am Heck die Wassertanks befestigt werden können. (Foto: Sunbrush mobil GmbH)

In der Regel erfolgt die Reinigung von Photovoltaik-Anlagen mit kaltem Wasser an regnerischen oder bewölkten Tagen, nicht zuletzt, um die ertragreichen Sonnenstunden für die Stromproduktion nutzen zu können. Deshalb sind die Photovoltaik-Module in hiesigen Breiten auch meist nicht stark erhitzt. Bei lang anhaltenden Wärmeperioden oder in extrem heißen Gegenden stehen PV-Betreiber jedoch vor dem Problem, dass ihre Photovoltaik-Module hohe Temperaturen erreichen. Trifft dann kaltes Waschwasser auf heißes Glas, kann das Panel Schaden nehmen. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, die Photovoltaik-Reinigung im Sommer mit warmen Wasser durchzuführen.

Für große Freiflächenanlagen hat die Sunbrush mobil GmbH ein PV-Reinigungssystem entwickelt, das auch warmes Wasser verarbeiten kann. Wie die regulären Systeme erfolgt die Montage der Reinigungsbürste „SunBrush mobil“ in wenigen Minuten z.B. an handelsüblichen Traktoren. Als Zusatzeffekt steigt die Säuberungsqualität nochmals deutlich, so dass weniger Reinigungsmittel verwendet werden muss.

Wer reinigt die Photovoltaik-Anlage: Betreiber in Eigenleistung oder Dienstleister?

OQS-Zertifikat und OQS-Siegel „geprüfter und zertifizierter Solaranlagen-Reinigungsbetrieb“ (Foto: Optimale Qualitätsmanagement Systeme GbR)
OQS-Zertifikat und OQS-Siegel „geprüfter und zertifizierter Solaranlagen-Reinigungsbetrieb“ (Foto: Optimale Qualitätsmanagement Systeme GbR)

Putzen sollten Sie Ihre Solaranlage nur dann selbst, wenn Sie – ohne sich oder die Anlage in Gefahr zu bringen - an alle Module komfortabel rankommen. Andernfalls ist die Reinigung der Photovoltaik-Anlage Sache für einen professionellen Dienstleister. Die gibt’s inzwischen nahezu flächendeckend. Der Vorteil von Profis ist klar: Die haben nicht nur das nötige Equipment dabei, zum Erreichend der Anlage und zum Putzen wohlbemerkt, sondern bestenfalls auch viel Erfahrung, da sie den Job regelmäßig machen. Die Profis wissen, wohin sie treten dürfen und wie sie putzen müssen – ohne die Anlage zu beschädigen. Sie als deren Betreiber hingegen steigen womöglich zum ersten Mal zum Reinigen aufs Dach und sind schon aus sicherheitstechnischer Sicht mit diesem Reinigungsjob überfordert.

Experten-Wissen: Dachintegrierte Photovoltaik-Module gelten als Dacheindeckung. Damit sind für diese Photovoltaik-Anlagen alle Kriterien des Fachregelwerks des Dachdeckerhandwerks einzuhalten. So bedarf die Photovoltaik-Anlage ebenso wie das gesamte Dach einer regelmäßigen Überprüfung durch hierfür qualifizierte Fachleute. In diesem Zuge kann auch die Photovoltaik-Reinigung von z. B. dem Dachdecker übernommen werden. Damit können Beschädigungen der Module und angrenzender Dachbereiche durch eine Begehung ausgeschlossen werden und die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften der gesetzlichen Unfallversicherung werden gewährleistet.

Wer bei der Auswahl eines Reinigungsbetriebs seiner Photovoltaik-Anlage auf Nummer sicher gehen möchte, der kann sich am Zertifikat der OQS orientieren. Dieses basiert auf einheitlichen Standards für die Reinigung von Photovoltaikanlagen. Das Siegel „geprüfter und zertifizierter Solaranlagen-Reinigungsbetrieb“ bescheinigt, dass die von OQS zertifizierte Reinigungsfirma die internationalen Anforderungen, angelehnt an die Qualitätsnorm ISO 9001, erfüllt. Das Siegel bescheinigt beispielsweise, dass der Reinigungsbetrieb über eine professionelle Reinigungs- und Sicherheitsausstattung verfügt, mit entmineralisiertem Wasser arbeitet und in ausreichender Höhe gegen Schäden versichert ist.

Vor- und Nachteile des Einsatzes von Reinigungsrobotern

In größeren Photovoltaik-Kraftwerken wird die Reinigung vermehrt von Robotern übernommen, die die Module mit Wasser, Luftdruck oder Bürsten reinigen.

SolarProtec

Die Osborn International GmbH in Burgwald/Hessen hat das SolarProtec-Reinigungssystem für großflächige, dachparallele PV-Anlagen entwickelt. Eine rotierende Walzenbürste reinigt die Solarmodule dabei auf schonende Weise. Bei festgelegten Verschmutzungs-Grenzwerten läuft das System bei Nacht und Regen automatisch an. Nachtarbeit vermeidet eine unnötige Verschattung der Anlage, Regenwasser dient als Spülmedium und trägt den Schmutz fort. Die Reinigung wird in horizontalen Bahnen vollzogen. Chemische Reinigungsmittel und andere Verbrauchsmaterialien sind nicht erforderlich.

Ecoppia E4

Der Ecoppia E4 wurde von der israelischen Firma Ecoppia entwickelt und ist ein auf Schienen montierter Reinigungsroboter, der ohne Wasser auskommt und heute vornehmlich in Wüstenregionen in Großkraftwerken zum Einsatz kommt. Der Ecoppia E4 nutzt ausschließlich ein Mikrofasertuch und wird von zwei solarbetriebenen Elektromotoren angetrieben, die den Roboter horizontal und vertikal über das Photovoltaik-Modul bewegen.

In der Praxis wurde jedoch festgestellt, dass auch hier die Reinigung mit Photovoltaik-Robotern die Antireflexionsbeschichtung eines Moduls im Lauf der Zeit beschädigen kann, besonders wenn die Module nicht im Vakuumverfahren beschichtet wurden. Teilweise wurde auch die gesamte Glasoberfläche zerkratzt.

Beim Einsatz von Photovoltaik-Reinigungsrobotern müssen Modulhersteller in Ausschreibungen daher häufig die Bestätigung eines unabhängigen Prüfinstituts vorlegen, die ihren Solarmodulen eine reinigungsresistente Oberfläche bescheinigt. U. a. führt das PI Berlin und das Prüfinstitut TÜV Rheinland entsprechende Tests von Photovoltaik-Reinigungsgeräten durch und empfiehlt passende Reinigungsverfahren.

SolarProtec-Reinigungssystem (Foto: Osborn International GmbH)
SolarProtec-Reinigungssystem (Foto: Osborn International GmbH)
Ecoppia E4 Reinigungsroboter (Foto: Photovoltaik-Institut Berlin)
Ecoppia E4 Reinigungsroboter (Foto: Photovoltaik-Institut Berlin)

Was kostet die Reinigung der Photovoltaik-Anlage?

Allerdings bieten die professionellen Solaranlagen-Reinigungsfirmen ihre Dienste zu recht unterschiedlichen Preisen an. Ein Vergleich lohnt sich hier allemal! Viele Reinigungsunternehmen bieten einen Vor- Orts-Termin an, um den Reinigungsbedarf Ihrer Photovoltaik-Anlage zu bewerten und Ihnen auch gleich ein unverbindliches Angebot zu unterbreiten.

Achten Sei bei den Preisangaben der Reinigungsfirmen für Photovoltaik-Anlagen auf das Kleingeschriebene! Die Preise sollten inklusive Anfahrt, Rüstzeit und Zubehör angegeben sein, so dass Sie nicht von versteckten Kosten überrascht werden.

Im Schnitt kann man pro Quadratmeter Anlagenfläche mit Reinigungskosten zwischen einem und drei Euro rechnen. Fragen Sie Ihren Dienstleister nach Paketpreisen, immerhin haben Sie Ihre Anlage noch ein paar Jährchen in Betrieb und können womöglich eine regelmäßige Reinigung zu jeweils günstigeren Einzelpreisen im Paket vereinbaren, als eine einmalige Putzaktion kosten würde.

Für kleinere Anlagen gemäß Nennleistung in kW gibt es häufig Festpreise, zum Beispiel Null bis fünf kW zwischen 80 und 95 Euro plus Mehrwertsteuer, sechs bis zehn kW 150 bis 180 Euro plus Mehrwertsteuer. Größere Anlagen werden dann via Fläche abgerechnet, wobei der Flächenpreis mit deren Größe häufig wieder abnimmt. Das heißt, mittelgroße Flächen sind teuer als große zu reinigen.

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"Experten-Ratgeber zur Photovoltaik-Reinigung" wurde am 15.06.2016 das letzte Mal aktualisiert.