Reinigungsbeständigkeit von Glasbeschichtungen

© Fraunhofer CSP

Berechneter Transmissionsgrad anhand von Reflexionsmessungen: Während f |solarfloat HT einen eher kontinuierlichen Anstieg der Reflexion mit der Anzahl der Bürstenzyklen aufweist und AR-Eigenschaften auch nach 500 Bürstenzyklen noch vorhanden waren, zeigte die Ref-ARC eine starke Zunahme der Reflexion am Anfang mit 100 Zyklen und nur geringen Veränderungen für weitere Reinigungszyklen.

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Lichtmikroskopische Bilder mit unterschiedlicher Vergrößerung für Ref-ARC: unbeschädigte Referenzstellen (REF) und nach 100 und 500 Bürstenzyklen.

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Lichtmikroskopische Bilder mit unterschiedlicher Vergrößerung für f | solarfloat HT: unbeschädigte Referenzstellen (REF) und nach 100 und 500 Bürstenzyklen.

Die regelmäßige Reinigung von PV-Modulen kann Glasoberflächen und Glasbeschichtungen beschädigen. Besondere Relevanz hat dieses Problem in Wüstengebieten, wo bedingt durch erhöhte Verschmutzung Glasflächen überdurchschnittlich oft gereinigt werden müssen. Im Rahmen einer Studie hat das Fraunhofer CSP nun das Schadenspotenzial der Reinigung von Solarglas untersucht. Hierzu wurde ein unbeschichtetes Glas vom Typ f | solarfloat T, sowie zwei verschiedene Gläser mit Antireflexbeschichtungen untersucht: das f | solarfloat HT und ein handelsübliches Referenzprodukt (Ref-ARC).

Auf Grundlage angenommener Schadensmechanismen für häufige Trockenreinigungsprozesse in Wüstenumgebungen und in Anlehnung an bestehende Reinigungs-/Abriebstandards wurde ffür den Test ein neues Reinigungsverfahren entwickelt: Zum Einsatz kam eine standardisierte Nylonbürste, die sich auf den verschmutzten Flächen für eine festgelegte Anzahl von Bürstenzyklen linear hin- und herbewegte. Den Glas- und Beschichtungsabrieb verglichen die CSP-Wissenschaftler hinsichtlich möglicher Änderungen in der optischen Transmission und im Reflexionsverhalten sowie im Hinblick auf mikrostrukturelle Schädigungsmuster.

Für das Referenz-Solarglas f | solarfloat T wurde festgestellt, dass das Trockenbürsten nur zu einer geringen Beschädigung der Glasoberfläche führt, die das hemisphärische Reflexions- und Transmissionsvermögen auch bei hoher Anzahl von Bürstenzyklen nicht verändert. Anders sah es bei dem beschichteten  f | solarfloat HT aus: Hier wurde ein kontinuierlicher Verlust der Anti-Reflex-Wirkung festgestellt, was auf einen langsamen Abrieb der Schichten hindeutet. Im Vergleich dazu zeigte die Ref-ARC eine deutlich stärkere Zunahme der Reflexion bereits nach wenigen Zyklen und nur geringe Veränderungen nach weiteren Reinigungsdurchgängen.

Mikrostrukturelle Untersuchungen mit Hilfe von Licht- und Rasterelektronenmikroskopie zeigten folgerichtig lediglich vereinzelte Kratzer an der f | solarfloat HT-Beschichtung, demgegenüber aber umfangreiche Schäden an der Ref-ARC bereits nach 100 Bürstenzyklen.

Da ein direkter Zusammenhang zwischen dem entwickelten Trockenbürstentest und realistischen Reinigungsprozessen von Glasoberflächen in Wüstenumgebungen angenommen werden kann, sind diese Ergebnisse von besonderer Bedeutung für PV-Anlagenbetreiber in Gebieten, wo die Verschmutzung und regelmäßige Reinigung von PV-Modulen eine wichtige Rolle spielt.

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