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Agro-PV sorgt im Hitzesommer 2018 für verbesserte Erntebilanz

© Baywa r.e.© Baywa r.e.Freiburg - Durch die Nutzung von landwirtschaftlichen Flächen für den Anbau von Feldfrüchten und die Produktion von Solarstrom bleibt eine landwirtschaftliche Nutzung weiterhin möglich. Ein aktuelles Forschungsprojekt zeigt jetzt, dass sich beide Nutzungen ideal ergänzen können und der landwirtschaftliche Ertrag noch steigen kann.

Agro-PV-Anlagen können durch ihre Verschattungswirkung dazu beitragen, dass die Pflanzen auf den Feldern weniger dem direkten Sonnenlicht ausgesetzt sind. Gerade in Hitzesommern wie im letzten Jahr 2018 kann sich das ertragssteigernd auf den Anbau auswirken.

Agrophotovoltaik-Anlage steigert Landnutzungseffizienz
Das Verbundprojekt »Agrophotovoltaik – Ressourceneffiziente Landnutzung« (APV-RESOLA) erprobt seit mehr als zwei Jahren die Kombination von Solarstromproduktion und Landwirtschaft auf der gleichen Fläche. Über einer 0,3 Hektar großen Ackerfläche am Bodensee wurden in fünf Meter Höhe Solarmodule mit einer Leistung von 194 Kilowatt peak (kWp) installiert.

Im ersten Projektjahr 2017 konnte das Projektkonsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesystem ISE bereits eine Steigerung der Landnutzungsrate auf 160 Prozent nachweisen. Im Hitzesommer 2018 wurde dieses Ergebnis noch deutlich übertroffen: Die Teilverschattung unter den Solarmodulen steigerte die landwirtschaftlichen Ernteerträge, die hohe Sonneneinstrahlung die Solarstromproduktion. So lag die Landnutzungseffizienz bei 186 Prozent. Die Landwirte der Demeter-Hofgemeinschaft Heggelbach verzeichneten bei ihrer zweiten Ernte unter der Agrophotovoltaik-Anlage 2018 bei drei der vier angebauten Kulturen (Winterweizen, Kartoffeln, Kleegras, Sellerie) unter der APV-Anlage höhere Erträge als auf der Referenzfläche ohne Solarmodule. Am stärksten profitierte Sellerie (+12 Prozent), während Winterweizen ein Plus von 3 Prozent und Kleegras ein Minus von 8 Prozent aufwiesen.

PV-Anlage puffert Wetterspitzen im Sommer ab, Mikroklima verbessert sich
Neben der Bestandsentwicklung, dem Ertrag und der Ertragsqualität erhoben Wissenschaftler der Universität Hohenheim auch Daten zu den mikroklimatischen Bedingungen unter und neben der APV-Anlage. Die photosynthetisch aktive Sonneneinstrahlung unter der Agro-PV-Anlage war rd. 30 Prozent niedriger als auf der Referenzfläche. Bei der Bodentemperatur zeigt sich, dass diese unter der APV im Frühjahr und Sommer unter jener der Referenzfläche lag, während die Lufttemperatur identisch war. In den heißen und trockenen Sommermonaten 2018 war die Bodenfeuchtigkeit im Weizenbestand unter der APV-Anlage höher als auf der Referenzfläche. In den Wintermonaten sowie bei den anderen Kulturen lag sie hingegen darunter.

Exportmodell: Potenzial der Agro-PV für aride Region
Die Ergebnisse aus dem Hitzesommer 2018 zeigen, dass sich die Agro-PV gerade auch für aride Klimazonen anbietet, in denen Kulturpflanzen und Nutztiere von der Verschattung durch die PV-Module profitieren können. Das Fraunhofer ISE arbeitet bereits in mehreren Projekten am Transfer der Technologie in Schwellen- und Entwicklungsländer sowie an neuen Anwendungen. So legt eine Vorstudie, die das Institut für den indischen Bundesstaat Maharashtra angefertigt hat, nahe, dass sich durch die Verschattung und die geringere Verdunstung bei Tomaten und Baumwolle bis zu 40 Prozent höhere Erträge erreichen lassen.


Das Projekt APV-RESOLA wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und FONA- Forschung für nachhaltige Entwicklung. Es ist ein gemeinsames Projekt von Fraunhofer ISE, Baywa r.e. Solar Projects GmbH, Elektrizitätswerke Schönau, Hofgemeinschaft Heggelbach, Karlsruher Institut für Technologie, Regionalverband Bodensee-Oberschwaben und der Universität Hohenheim.

© IWR, 2019


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15.04.2019

 



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