Agri-Photovoltaik: Die Sonne scheint am Ort der Zukunft

09.11.2021 – Im Rheinischen Revier werden nun Ackerfrüchte und Sonnenenergie gleichzeitig geerntet. Mit einer Agri-PV Demonstrationsanlage wird erforscht, wie sich Pflanzen- und Solarenergieproduktion effektiv und ökonomisch sinnvoll verbinden lassen. Die erste APV 2.0 ihrer Art steht am Ort der Zukunft in Morschenich-Alt.

Land optimal nutzen

Agri-PV ist ein Multitalent. Es löst eine Vielzahl möglicher Flächenkonflikte bei der Energieerzeugung, da Boden sowohl für die Landwirtschaft als auch für Solarenergie genutzt werden kann. Dies verringert mögliche Kontroversen darum, ob Land für den Ausbau von Erneuerbaren Energien verfügbar gemacht wird oder darauf Lebensmittel angebaut werden. Die doppelt bewirtschafteten Flächen lohnen sich für Landwirte und nutzen vorhandene Freiflächen optimal aus. Aufgeständerte Photovoltaik-Module können die Konditionen für Pflanzen und Ernteerträge sogar verbessern, weil sie Schatten spenden und so Klimawandelfolgen wie starke Hitze abschwächen. Im Frühjahr 2022 wird Agri-PV über im EEG-verankerte Innovationsausschreibungen erstmals gefördert.

Pflanzen und Sonne auf dem Feld erforschen

Im Rheinischen Revier wird nun getestet, wie gut die wissenschaftliche Theorie in der land- und energiewirtschaftlichen Praxis funktioniert. Die Herausforderung besteht darin, eine Balance zwischen den unterschiedlichen Konditionen zu finden, die optimale Energie- und Ernteerträge erzielen. „Forschungsschwerpunkte sind der Vergleich von nachgeführten und fest installierten PV-Modulen sowie die Integration eines Bewässerungsmanagements mit Regenwassersammlung und -Speicherung“, so Max Trommsdorff, Agri-PV Forschungsleiter am Fraunhofer ISE. Die hochmoderne und technisch bestens ausgerüstete Forschungsanlage APV 2.0 unterscheidet sich deshalb in einigen Punkten von herkömmlichen Agri-PV-Anlagen. 

Zum einen ist die APV 2.0 so aufgebaut, dass darunter problemlos Traktoren und Mähdrescher fahren, oder sogar Vieh weiden kann. Zum anderen wird in den Agri-PV-Anlagen Wasser gesammelt, um Pflanzen so nachhaltig und gezielt wie möglich zu versorgen. Die Forschungs- und Demonstrationsanlage untersucht aber vor allem, wie genau Pflanzen unter den Solarmodulen wachsen und gedeihen. Entscheidend ist hierbei, dass die APV 2.0 beobachtet, wie sich unterschiedliche Bedingungen unter den Solarmodulen auf die Pflanzen auswirken. Spezialsysteme ermöglichen ein definiertes Kippen der PV-Module, um je nach Bedarf die Pflanzen mit besten Lichtbedingungen zu versorgen oder sie durch Abschattung vor hohen Temperaturen und Extremwetter zu schützen.

Ein großes Potenzial derartiger Agri-PV-Anlagen besteht darin, den Anbau von Pflanzen klimaresilienter und nachhaltiger zu machen. Basierend auf Modellen kann die intelligente APV 2.0 Lichtverhältnisse und Wachstumsstadien der Pflanzen vorhersagen. Algorithmen steuern die Agri-PV-Anlage dann so, dass die Pflanzen die jeweils bestmöglichen Konditionen erhalten, sei es Sonne, Schatten, Regen oder Schutz vor dem Wetter. Landwirte gewinnen so deutlich mehr Einfluss auf die äußeren Umstände des Anbaus. Ertragreiche und wirtschaftlich gut absetzbare Pflanzen, die sonst dem Wetter nicht standhalten würden, könnten so auf fruchtbarem Boden weiter angebaut werden.

Das Revier wandelt sich

Die Forschungsanlage im Rheinischen Revier geht in den nächsten Wochen in Betrieb und liefert voraussichtlich in den kommenden fünf Jahren Daten über die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Solarenergie. Die auf knapp zwei Hektar Ackerfläche errichtete Agri-PV-Anlage gehört zu den ersten sichtbaren Zeichen des ökologischen Wandels im Revier. jb