Die Dächer von Landwirtschaftsgebäuden eignen sich vorzüglich als Installationsflächen von Solarpanels. Bei einem Besuch auf dem Hof von Landwirt Andreas Frei, im nur wenige Kilometer nördlich von Bern gelegenen Hettiswil, konnte die UFA Revue selber einen Augenschein nehmen und sehen, wie die Reinigung einer 800 m 2 grossen Solaranlage durchgeführt wird.
Der Bau der Anlage erfolgte schrittweise. 2011 wurde eine Modulfläche von 400 m 2 auf zwei nach Süden ausgerichteten Dachflächen installiert. 2014 erfolgte in einer zweiten Etappe die Installation einer gleich grossen Modulfläche auf der nordseitigen Dachfläche des Stalls. Der Gesamtertrag der Anlage beläuft sich auf 125 kWp.
An der Aussenfassade des Gebäudes unter dem Vordach sind acht Wechselrichter befestigt, die den Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, damit er ins Netz eingespeist werden kann. Der auf dem Betrieb konsumierte Strom kommt vom Netz und wird über einen zweiten Zähler gemessen. Auf einem Bildschirm des Schaltschranks kann mittels einer Grafik die Tagesstromproduktion abgelesen werden. «Der Anschluss an einen Computer für zusätzliche Informationen über die Produktion, aber auch zur Datenspeicherung wird sicher der nächste Schritt sein», erklärt Andreas Frei anlässlich eines Gesprächs auf seinem Betrieb.
Unterhalt und Stromproduktion
Sind die Photovoltaikmodule auf dem Dach installiert und über die Wechselrichter ans Stromnetz angeschlossen, hat man zunächst den Eindruck, dass diese kaum technischen Unterhalt benötigen. Bei näherem Betrachten stellt man jedoch fest, dass sich auf den Panels mit der Zeit Staub festsetzt, der allein durch den Regen nicht weggewaschen wird. Dadurch wird weniger Sonnenenergie aufgenommen, was bei der Stromproduktion zu direkten Einbussen führt. Die Stromproduktion beginnt mit dem Winterende und erreicht den maximalen Ertrag in den Monaten Juni, Juli und August. «Mit Blick auf den Sonnenstand kann festgestellt werden, dass die nach Süden ausgerichteten Module im Laufe des Nachmittags die Produktion senken, währen die nach Norden ausgerichteten Panels den Ertrag gleichzeitig erhöhen», erklärt der Landwirt seine Beobachtungen.
Die Wechselrichter wandeln den Gleichstrom in Wechselstrom um,der ins Netz gespeist wird.
Reinigung der Module
Andreas Frei hat von Anfang an alles Notwendige unternommen, um die Leistungsfähigkeit seiner Anlage immer zu gewährleisten. Im zweiten Betriebsjahr liess er die Module durch einen Profibetrieb reinigen. Als er die Produktionsfläche verdoppelt hatte, schaffte er sich ein Reinigungsgerät an, um die Reinigung selber durchzuführen. «Die Neigung des Gebäudedachs ist relativ gering und deshalb sind die Risiken klein. Und wenn man mit einer Ertragsminderung von 10 Prozent rechnet, beträgt der Verlust rund 3500 Franken. Dies rechtfertigt den Kauf einer Reinigungsausrüstung», führt Frei aus. Zur Reinigung gibt es mehrere Möglichkeiten. Frei entschied sich für die Ausrüstung der Firma Kärcher mit einer Teleskopstange von zehn Meter und einem System mit zwei Bürsten. Mit diesem Gerät ist er in der Lage, vom Dachgiebel aus die gesamte Südseite sowie einen grossen Teil der nordseitig auf dem Stall angebrachten Module zu reinigen. Das Bereitstellen einer Absturzsicherung ist obligatorisch und bietet auch für ein Dach mit einer geringen Neigung zusätzlich Sicherheit. Die Unterhaltsreinigung der restlichen Fläche erfolgt von unten mit Hilfe einer an einem Teleskoplader befestigten Hebebühne.
Die Besonnung hat einen direkten Einfluss auf die tägliche Stromproduktion.
«Die gegen Süden ausgerichteten Panels weisen immer eine stärkere Verschmutzung auf als jene gegen Norden», stellt Frei fest. «Es ist gut möglich, dass die Ursache dafür der Belüftungskamin des Schweinestalls ist. Die Reinigung wird üblicherweise einmal pro Jahr im März oder April vorgenommen, dadurch können in den produktivsten Monaten auch die besten Erträge erzielt werden», erklärt Frei.
Hartes Wasser
Eines der Hauptprobleme bei der Reinigung ist die durch den Kalkgehalt bedingte Wasserhärte. Die Firma Kärcher hat verschiedene Systeme im Angebot: Zum einen kann ein Reinigungsmittel eingesetzt werden, das mit Wasser verdünnt wird und dem Hochdruckreiniger beizufügen ist, oder aber es wird eine mobile Wasserenthärtungseinheit verwendet. «Das Reinigungsprodukt würde mit dem abfliessenden Wasser direkt in den Bach gelangen, was aus ökologischer Sicht keine Option darstellt. Aber das Wasser hier ist sehr hart und muss vorgängig behandelt werden», stellt Frei klar, der sich für einen Wasserenthärter WS 100 entschieden hat. Dieses Gerät verhindert, dass der Kalk sich auf der gereinigten Fläche absetzt. Dafür sorgt ein spezieller Ionenaustauscher, der den im Wasser gelösten Kalk eliminiert.
Platzierung der Anlage
«Je nachdem, wo eine Solaranlage platziert ist, kann der Ertragsverlust bis 20 Prozent betragen. Wird Stroh in ein offenes Gebäude geblasen, kann dies zu starken Staubablagerungen bis auf das Dach führen», erklärt André Kyburz, der Verkaufsberater von Kärcher. Für die iSolar-Anlage sei ein Hochdruckreiniger mit einer Leistung von mindesten 700 – 1000 Liter/ Stunde unabdingbar. Mit einer genügend grossen Wassermenge würden die Bürsten sicher angetrieben und ermöglichten auch eine bessere Reinigung der Module.
Andreas Frei rechnet mit rund einer Stunde zum Reinigen einer Solarpanelfläche von 200 m 2 .
Der Betrieb auf einen Blick
Andreas Frei bewirtschaftet einen 34-Hektar-Betrieb im Dorf Hettiswil, das zur Gemeinde Krauchthal gehört. In seinem Stall hat er 35 Milchkühe und das Jungvieh. In einem weiteren Gebäude sind 70 Mutterschweine untergebracht und die Remontierung wird ebenfalls auf dem Hof gehalten. Das Dorf befindet sich in der Talzone auf 540 m ü. M. Auf dem Betrieb werden in Fruchtfolge auf 9 ha Futtergetreide, auf 7 ha Silomais und auf 2 ha Zuckerrüben angebaut. Die restliche Fläche setzt sich aus Kunst- und Naturwiesen zusammen.
Filterregeneration
Da das Wasser aus dem Netz ziemlich hart ist, vermutet Andreas Frei, dass eine Regeneration seines Wasserenthärters nach ca. 5000 Liter notwendig sein wird. Bei Wasser mit einem geringeren Kalkgehalt habe der Wasserenthärter WS 100 eine Enthärtungskapazität von 10 000 Liter, meint Kyburz. Der Verkaufsberater vereinbart mit dem Bauern, dass in zwei Wochen die erste Filterregeneration vorgenommen wird. Für diese Regeneration mit einem Spezialgerät werden rund zwei Stunden und fünf Kilo Regeneriersalz in Tablettenform benötigt.
Für die Reinigung einer Photovoltaikfläche von knapp 180 m 2 hat Andreas Frei 45 Minuten gebraucht mit einem Wasserbedarf von weniger als 400 Liter. Mit einer Teleskopstange und zwei wasserbetriebenen Scheibenbürsten iSolar 800 für eine Arbeitsbreite von 80 cm ist das Ergebnisse klar ersichtlich. Und Andreas Frei ist vom Nutzen der Reinigung überzeugt, um mit seiner Photovoltaikanlage bessere Erträge zu erzielen.
