Bundesanstalt für Materialforschung: Biofilme aus Pilzen und Bakterien beeinträchtigen die Leistung von Photovoltaik-Anlagen

Zusammen mit Cyanobakterien siedeln sich Schwarze Pilze als stecknadelkopfgroße dunkle Kolonien bereits nach wenigen Jahren auf dem Glas von Solarmodulen an, berichtet die BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Der so entstandene Biofilm beeinträchtige dann die Effizienz von Solarstromanlagen.
Bereits länger sei bekannt, dass sich Cyanobakterien und Schwarze Pilze auf festen Oberflächen, darunter auch Glas, niederlassen und so genannte Biofilme bilden, berichtet die BAM. Über die Besiedlung der Oberflächen von Solarstromanlagen, die ebenfalls meist aus Glas bestehen, sei bisher nur wenig bekannt gewesen.
Die Biologen der BAM sind dieser Frage nachgegangen und haben mehrere Photovoltaik-Module auf Biofilme untersucht. Erste Ergebnisse: Schwarze Pilze und Cyanobakterien siedeln sich auch auf diesen speziellen Glasoberflächen an.

Biofilme senken die Leistung der PV-Anlage und schaden dem Glas
Dies sei nicht nur ein ästhetisches Problem, denn die Biofilme „schlucken“ auch jede Menge Licht: „Biofilme auf den Solarstromanlagen absorbieren sehr viel Licht, insbesondere im Wellenlängen-Bereich von 300 bis 1000 Nanometer. Und in diesem Bereich wird bei Solaranlagen für die Stromerzeugung die Sonnenstrahlung eingefangen“, weiß Steffi Noack-Schönmann, die an der BAM die Untersuchungen leitet.
Aber nicht nur die Leistung der Anlagen wird beeinträchtigt, die Organismen können darüber hinaus auch Mineralien aus dem Glas ziehen. Dabei entstehen Schäden im Glas. Fadenförmige Zellen der Pilze, sogenannte Pilzhyphen, dringen ins Glas ein und so kommt es im Laufe der Zeit zu einer physikalischen und chemischen Zerstörung. Selbst wenn der Biofilm entfernt wird, ist das Glas nicht glatt, das Licht wird gestreut.

Bedeutung der Schwarzen Pilze wird oft übersehen
Dabei brauchen die Organismen gar keine besonders freundlichen Bedingungen. Schwarze Pilze sind sehr stresstolerant – was durch ihr Vorkommen an unwirtlichsten Standorten bestätigt ist. Ihre dicke Zellwand, in der sich das Pigment Melanin befindet, sowie eine kompakte Koloniestruktur, machen sie resistent gegen Hitze, Austrocknung, Kälte und UV-Strahlung. Diese auch extremotolerant genannten Organismen findet man deshalb in vielen Regionen der Erde, welche sich durch extreme Lebensbedingungen auszeichnen. Sie gelten auch als Pioniere der Besiedlung von festen Oberflächen, die mit Luft in Berührung kommen.
Fälschlicherweise wird der graugrünschwarze Belag aus Schwarzen Pilzen, Cyanobakterien und Grünalgen an Häuserfassaden immer noch für Schmutz gehalten und dadurch in seiner Bedeutung übersehen.

Unterschiedliche Ergebnisse, Untersuchung weiterer PV-Anlagen steht an
An der BAM beschäftigt sich eine ganze Forschungsgruppe mit diesen Biofilmen. Die Untersuchungen im Zusammenhang mit Solarstromanlagen stehen jedoch erst am Anfang. Bisher wurden drei unterschiedlich alte Photovoltaik-Anlagen an verschiedenen Standorten untersucht.
Die Ergebnisse sind sehr unterschiedlich: So wurde bei einer über zehn 10 Jahre alten Anlage, die auf dem Mittelstreifen einer Autobahn montiert war, kein Biofilm festgestellt. Während bei einer drei Jahre alten auf einem Dach montierten Anlage bereits ein deutlicher Biofilm erkennbar war.
Die Untersuchung weiterer Anlagen steht an und auch soll erforscht werden, welche Anlagen besonders betroffen sind und welche Faktoren die Besiedlung beeinflussen. So könnten der Neigungswinkel und auch die Glasoberfläche der Anlagen eine Rolle spielen. Aus Proben von Solarstromanlagen wurden Rein-Isolate gewonnen, die als Referenzorganismen für weitere Tests zur Verfügung stehen und in Zukunft auch Herstellern für eigene Versuche angeboten werden sollen.
Derzeit gehen viele Hersteller von einer Lebensdauer ihrer installierten Module von 25 Jahren aus – ohne allerdings an Schwarze Pilze gedacht zu haben. Es gibt unter den Schwarzen Pilzen auch pathogene Arten. Die auf den Hauswänden und Solaranlagen vertretenen Exemplare sind jedoch für den Menschen ungefährlich und stellen eher ein wirtschaftliches und ästhetisches Problem dar.

02.11.2012 | Quelle: BAM | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH