Staubfreie Solarpaneele im Senegal dank PLATO e1ns

Ein erfolgreiches Projekt der HAW Hamburg im Rahmen des PLATO Hochschulprogramms.

Rund zwei Jahre ist es her, seit die Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) dem PLATO Hochschulprogramm beigetreten ist. Gleich zu Beginn der Zusammenarbeit war die PLATO Software e1ns für ein Projekt in Kooperation mit der Hochschule für Ingenieurwissenschaften in Dakar, École Supérieure Polytechnique (ESP) vorgesehen. Die Entwicklung eines Reinigungsroboters für Solarpaneele soll die Solar-Technologie des afrikanischen Staates Senegal vorantreiben.

Senegal liegt im Sonnengürtel der Sahara und befindet sich mitten in der Energiewende. Der wirtschaftlich aufstrebende Staat setzt als ideales Einsatzgebiet zur Umwandlung von Solarstrom auf ein gutes Dutzend Solarparks mit mehr als 700.000 Paneelen. Die Hochschulen ESP und HAW unterstützen das Startup-Unternehmen Conceptech bei der Entwicklung eines Reinigungsroboters für Solarpaneele.

Mittelpunkt des Projektes ist der Solarpark Diamniado in Dakar, wo es im Wochentakt knapp 7.000 Paneele regelmäßig zu reinigen gilt. Diese werden aufgrund ihrer Neigungswinkel und großen Flächen maßgeblich durch Witterung, Sand und Staub beeinträchtigt. Die Reinigung erfolgt zurzeit manuell in Handarbeit: Der Eigenbau des Reinigungshilfsmittels ist die Erfindung von einem der Arbeiter des Solarparks. Das Hilfsmittel besteht aus Stöckern, Stoffen und mehreren Seilen, die aneinandergeknotet wurden (siehe Bild). Ein Mittel zum Zweck mit Nebenwirkungen für Mensch und Paneele. Die körperliche Belastung der Arbeiter bei rund 30 Grad und bis zu 90 Prozent Luftfeuchtigkeit geht einher mit der Tatsache, dass die Konstruktion wenig schonend für die Oberfläche der Paneele ist.

Die grundlegende Aufgabenstellung des Projekts der HAW im Rahmen des Studienganges Mechatronikund des Moduls Mechatronisches Design unter Leitung der Dozentin Dr.-Ing. Anna Kerstin Usbeck war die Entwicklung eines Solarreinigungsroboters, der den Wirkungsgradverlust von bis zu 40% reduzieren soll.

In PLATO e1ns sind dabei die Struktur, die Funktionen der einzelnen Komponenten, die Schnittstellen, die Verknüpfung der Komponenten untereinander sowie eine FMEA erstellt worden. Ergebnis ist nach mehr als zwei Semestern sowie zusätzlichen Projekt- und Bachelorarbeiten der AntidustA 2.0 (siehe Bild). Er setzt sich aus drei Hauptkomponenten zusammen: dem Führungsschlitten, dem Reinigungsschlitten und dem Schaltschrank. Der Führungsschlitten besteht aus Antriebsmodul, Mitlaufmodul und Profilschienen, welche die Bewegung auf der Y-Achse ermöglichen. Der Reinigungsschlitten besteht aus dem Reinigungsmodul und den notwendigen Aufnahmehaltern für die Sensorik. Dieser bewegt sich auf der X-Achse. Im Schaltschrank finden die Signal- und Informationsverarbeitung sowie die komplette Energieversorgung statt. Die Bürste wird nur bei der Fahrt in negativer Y-Richtung betrieben. So kann der Staub in eine Richtung entfernt werden. Zur Absicherung sind auf jeder Seite Not-Halte-Schalter angebracht. Das Gehäuse des Schaltschranks ist vor Staub und Spritzwasser geschützt.

Bisher sind drei Protoypen für die Handreinigung (ohne Antrieb und Elektronik) im Senegal im Einsatz. Diese werden derzeit unter Staubbedingungen an der ESP in Dakar getestet. Der mit PLATO e1ns entwickelte mechatronische Protoyp ist noch an der HAW und wird demnächst in einer Studienarbeit mit zusätzlichen Änderungen getestet. Drei Studierende widmen sich in einem anschließenden Projekt vor allen Dingen der Integration einer Fernüberwachung des AntidustA 2.0.

Inwiefern das senegalesische Startup-Unternehmen Conceptech den AntidustA 2.0 zukünftig tatsächlich ins Produktportfolio aufnehmen und marktreif weiterentwickeln kann, wird sich zeigen. Denn auch wenn die fleißigen Studierenden der HAW und ESP dieses Vorhaben maßgeblich vorangetrieben haben, fehlt es u.a. an finanziellen Mitteln, Infrastruktur und Experten vor Ort.

Dennoch freut uns der Einsatz von PLATO e1ns in solchen sinnstiftenden Projekten. Wir sind gespannt auf die zukünftige Kooperation und weitere Projekte mit der HAW.

Sind auch Sie am PLATO Hochschulprogramm interessiert? Hier gibt es weitere Informationen.

Die derzeitige manuelle Handreinigung der Solarpaneele

Die derzeitige manuelle Handreinigung der Solarpaneele (Bildquelle: Archiv der HAW Hamburg)

Konstruktion des Prototypen AntidustA 2.0

Konstruktion des Prototypen AntidustA 2.0 (Bildquelle: Archiv der HAW Hamburg)