Adolf Goetzberger, Gründer des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme, dachte schon in den 1980er Jahren über die Doppelnutzung von Ackerflächen für den Pflanzenanbau und die Energiegewinnung mittels PV nach. Inzwischen wird die sogenannte Agri-Photovoltaik nicht nur immer beliebter, sondern die Kombinationen von Solaranlagen und Landwirtschaft immer kreativer. Das Fraunhofer-Institut untersucht derzeit, ob Agri-Photovoltaik den Apfelanbau vor extremen Wetterereignissen wie Hagel und Starkregen schützen kann, welches Anlagendesign für diese Kultur sinnvoll ist und in welcher Art sich die Agri-PV-Anlage auf die Ernteerträge auswirkt.
Um diese und noch einige Fragen mehr zu beantworten, wurde in Gelsdorf im Rheinland im Frühjahr des Jahres 2021 eine Versuchsanlage fertiggestellt. Dort wird bis 2025 untersucht, ob man der Landnutzungskonkurrenz zwischen Photovoltaik-Freiflächenanlagen und der Landwirtschaft entgehen kann und gleichzeitig einen sicheren Ertrag im Obstbau erreichen kann. Das Ziel des Projekts ist nicht vorrangig eine Maximierung der Ernteerträge, sondern eine sichere und qualitativ hochwertige Apfelproduktion mit zusätzlicher Solarstromproduktion.
Die Überdachung der Obstplantagen durch die Agri-PV-Anlage soll die im Obstbau herkömmlichen Schutzkonstruktionen, wie Hagelschutznetze und Folienüberdachung, ersetzen. Die generierte elektrische Energie soll auch bei der Apfelproduktion genutzt werden, beispielsweise durch den Einsatz von elektrisch betriebenen Landmaschinen, den Betrieb von Bewässerungssystemen oder bei der Lagerung der geernteten Äpfel im elektrisch betriebenen Kühlhaus.
Die ersten Zwischenergebnisse zeigen, dass Pflanzen, die unter Solaranlagen angebaut werden, von der Teilbeschattung profitieren. Der durch Pflanzen erzeugte Kühleffekt trägt zudem bei, dass die PV-Anlage mehr Strom produzieren kann als angenommen.
Die Forscher stellten fest, dass der Obstgarten den Bewässerungsbedarf um 50 % senken konnte. Außerdem konnten auch 70 % der Pestizide auf der Fläche unter dem Agri-PV-System eingespart werden. Damit wird dem Trend „zu viel Sonne und zu wenig Wasser“ für Apfelbäume, entgegengewirkt. Die Agri-PV-Anlage produziert über 20 Prozent mehr Strom, als das Konsortium aufgrund der Simulationen erwartet hatte. Das Team geht davon aus, dass die Solaranlage aufgrund einer Kombination aus Verdunstungskühlung und Hinterlüftung mehr Strom erzeugt, auch wenn es noch an den genauen Gründen arbeitet.
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Bilder: Fraunhofer ISE
