Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biofilme auf Solarstromanlagen beeinträchtigen die Leistung

30.10.2012
Man findet sie am Nord- und Südpol, auf dem Gipfel des K2, in heißen Wüstenregionen und nun auch auf Solaranlagen in Deutschland: Schwarze Pilze.

Zusammen mit Cyanobakterien siedeln sie sich – als stecknadelkopfgroße dunkle Kolonien – bereits nach wenigen Jahren auf dem Glas der Solarmodule an. Der entstandene Biofilm beeinträchtigt dann die Effizienz der Solaranlage, wie Wissenschaftler der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung herausfanden.

Bereits länger ist bekannt, dass sich Cyanobakterien und Schwarze Pilze auf festen Oberflächen, darunter auch Glas, niederlassen und so genannte Biofilme bilden. Über die Besiedlung der Oberflächen von Solarstromanlagen, die ja ebenfalls meist aus Glas bestehen, war bisher nur wenig bekannt. Die Biologen der BAM sind dieser Frage nachgegangen und haben mehrere Photovoltaikmodule auf Biofilme untersucht. Erste Ergebnisse: Schwarze Pilze und Cyanobakterien siedeln sich auch auf diesen speziel¬len Glasoberflächen an.

Dies ist nicht nur ein ästhetisches Problem, denn sie „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 man den Biofilm entfernt, ist das Glas nicht glatt, das Licht wird gestreut.

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.

An der BAM beschäftigt sich eine ganze Forschungsgruppe mit diesen Biofilmen. Während man über Biofilme generell schon sehr viel weiß, stehen die Untersuchungen bei Solaranlagen erst am Anfang. Bisher wurden drei Solaranlagen von verschiedenen Standorten und variierenden Alters 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 Solaranlagen wurden Reinisolate 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.

Kontakt:
Dr. rer. nat. Steffi Noack-Schönmann
Abteilung 4 Material und Umwelt
E-Mail: steffi.noack@bam.de

Dr. Ulrike Rockland | idw
Weitere Informationen:
http://www.bam.de

Weitere Berichte zu: BAM Besiedlung Biofilm Cyanobakterie Glasoberfläche Solaranlage Solarstromanlage

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Wie wirksam sind Haftvermittler? Fraunhofer nutzt Flüssigkeitschromatographie zur Charakterisierung
17.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

nachricht Dem Lichtstrahl auf die Sprünge geholfen
21.07.2016 | SCHOTT AG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart MES 2017: die Fertigung der Zukunft

18.10.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

18.10.2017 | Medizin Gesundheit

Rittal Klima-Tipps: Ist ein Kühlgerät wirklich nötig?

18.10.2017 | Energie und Elektrotechnik

Smartphones im Kampf gegen die Blindheit

18.10.2017 | Medizintechnik