Im EFRE-geförderten Projekt PAiS erfassen Sensoren den Verschmutzungsgrad von PV-Modulen. Eine Online-Plattform macht daraus eine bedarfsgerechte Reinigungsstrategie, die die Lebenszeit von Solaranlagen verlängert und ihre Wirkungsgrade erheblich verbessert.
Staub, Pollen, Laub und Vogelkot mindern den Ertrag von Photovoltaikanlagen, oft unbemerkt. Wann sich eine Reinigung tatsächlich rechnet, wissen Betreiberinnen und Betreiber bislang kaum. Das will das Forschungsprojekt PAiS ändern: Die die IANEO Solutions GmbH und FITT gGmbH entwickeln gemeinsam ein kostengünstiges, IoT-basiertes Messsystem, das Verschmutzung misst, auswertet und daraus konkrete Reinigungsempfehlungen ableitet. Das Vorhaben wird aus Mitteln des Saarlandes und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) kofinanziert.
Mit dem Ausbau der Photovoltaik wächst auch der Bedarf an verlässlicher Wartung. Verschmutzte Module lassen weniger Licht durch und erzeugen weniger Strom. Langfristig drohen zudem Schäden an der Oberfläche, eine kürzere Lebensdauer und sogenannte Hot-Spots, also ungleichmäßige Erwärmungen, die im schlimmsten Fall Brände auslösen können. Gleichzeitig ist die professionelle Reinigung großer Anlagen teuer: Schon bei einer 1,3 Hektar großen Freiflächenanlage im saarländischen Hülzweiler fiel zuletzt ein fünfstelliger Betrag an. In der Praxis wird deshalb meist erst gereinigt, wenn die Verluste längst erheblich sind.
PAiS setzt hier an und verbindet vier Bausteine. Ein neu entwickelter optischer Sensor bestimmt den Verschmutzungsgrad über die Intensität des reflektierten Lichts. Er gleicht dabei die Verschmutzung seiner eigenen Glasflächen rechnerisch aus. Ein IoT-Gateway sammelt die Messwerte und überträgt sie verschlüsselt an eine Online-Plattform. Dort werden die Daten gespeichert, analysiert und für Betreiberinnen und Betreiber verständlich aufbereitet: Verschmutzung, Ertragsverluste und Reinigungskosten auf einen Blick. Eine intelligente Reinigungsstrategie berechnet schließlich, welche Flächen wann gereinigt werden sollten.
Der Clou liegt in der Unterteilung großer Anlagen in Zonen. Statt die gesamte Fläche nach starrem Plan zu reinigen, wird gezielt dort gearbeitet, wo der Bedarf tatsächlich besteht. Beispiele sind etwa ein starker Laubfall am Waldrand oder Ablagerungen nach der Ernte auf angrenzenden Feldern. Das spart Wasser, Arbeitszeit und Kosten und hält die Anlage dauerhaft nahe an ihrer vollen Leistung.
„Die maßgeschneiderte Elektronikentwicklung für den Sensor liefert nicht nur präzise Messwerte des Verschmutzungsgrades, sondern gewährleistet auch einen zuverlässigen Betrieb unter anspruchsvollen Outdoor-Bedingungen“, sagt Prof. Dr. Xiaoying Wang, Professorin für für Elektronik und EMV an der htw saar. Sie ist wissenschaftliche Leiterin des Projekts an der FITT gGmbH.
„Mit einer guten Datengrundlage der Messwerte sollen Betreiberinnen und Betreiber auf einen Blick sehen, wo sich eine Reinigung lohnt. Gleichzeitig sollen sie sich darauf verlassen können, dass ihre Anlagendaten geschützt bleiben“, sagt Marco Grewenig, Prokurist und Head of Software Engineering & Applications, der das Projekt bei IANEO Solutions betreut.
„PAiS zeigt, wie Forschung aus der Hochschule direkt in der regionalen Wirtschaft ankommt. Aus einer Messidee wird ein System, das Betreiberinnen und Betreibern von PV-Anlagen ganz praktisch hilft“, sagt Mirjam Schwan, Geschäftsführerin der FITT gGmbH.
Das Projekt PAiS wird vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitales und Energie des Saarlandes aus Mitteln des Saarlands und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert und ist kofinanziert von der Europäischen Union.
Über die Projektpartner
IANEO Solutions GmbH
IANEO Solutions GmbH aus Friedrichsthal entwickelt seit rund 25 Jahren Software und digitale Lösungen für Unternehmen, darunter Produktinformationssysteme, E-Commerce-Plattformen aber auch Individualsoftware. Im Projekt PAiS verantwortet IANEO die Online-Plattform mit Datenhaltung, Auswertung und IT-Sicherheit.
FITT gGmbH
Die FITT – Institut für Technologietransfer an der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes gGmbH ist eine anwendungsorientierte Forschungseinrichtung, die sich für einen erfolgreichen Technologietransfer in der Region einsetzt. Als Brücke zwischen Forschung und Wirtschaft ebnet FITT im Projekt PAiS den Weg für die innovative Zusammenarbeit zwischen IANEO und der wissenschaftlichen Projektleitung durch das Forschungsteam an der htw saar, welche die Konzeption und Entwicklung der Sensorik zur Erfassung des Verschmutzungsgrades sowie die Implementierung des entsprechenden Gateways, steuert.
