Agri-PV

Die Agri-Photovoltaik (Agri-PV) beschreibt die gleichzeitige Nutzung einer Fläche zur Produktion landwirtschaftlicher Erzeugnisse und Strom durch solare Strahlungsenergie. Nach der Entwicklung des Konzepts in den 1980er Jahren, findet die kombinierte Nutzung seit etwa zehn Jahren in Europa und anderen Teilen der Welt vermehrt statt. In Deutschland entstanden in den letzten Jahren mehrere Modellanlagen und die aktuelle Debatte um den Ausbau Erneuerbarer Energien wird die Entstehung weiterer Anlagen sehr wahrscheinlich fördern.

Anlagensysteme

Derzeit lassen sich drei Agri-PV-Systeme unterscheiden. Die hoch aufgeständerten Systeme haben ein markantes Erscheinungsbild, weisen jedoch den Vorteil auf, dass sie aufgrund einer Höhe von vier bis sechs Metern auch den Anbau von hochwachsenden Ackerkulturen oder Dauerkulturen und die Bewirtschaftung mit gängigen landwirtschaftlichen Maschinen erlauben. Nachgeführte Anlagen können in verschiedenen Höhen installiert werden und durch automatisch neigbare Modultische der Sonne im Tagesverlauf folgen und somit den generierten Stromertrag maximieren. Bei den vertikal aufgeständerten Anlagen werden bifaziale Module senkrecht in der Fläche aufgerichtet. Diese Art der Module können auf beiden Seiten die einfallende Sonnenstrahlung aufnehmen und in Strom umwandeln. Zwischen den streifenförmig angeordneten Modulreihen können recht problemlos landwirtschaftliche Maschinen eingesetzt werden. Profitiert wird hier durch niedrigere Investitionskosten und einem geringeren Eingriff ins Landschaftsbild. Für alle Agri-PV-Systeme gilt, dass sie die nutzbaren Arbeitsbreiten für Düngung und Pflanzenschutz mehr oder weniger stark einschränken.

Forschungsbedarf

Durch die Auswahl geeigneter Anlagendesigns kann mithilfe der Agri-PV die rechnerische Landnutzungsrate auf landwirtschaftlichen Flächen zum Teil enorm gesteigert werden. Durch diese Effizienzsteigerung bietet die Agri-PV das Potenzial die Flächenkonkurrenz, die zuweilen zwischen landwirtschaftlicher Erzeugung und der Produktion erneuerbarer Energien entsteht, zu entschärfen.
Um sowohl die landwirtschaftlichen Erträge als auch die Stromproduktion zu maximieren, müssen neben dem richtigen Anlagendesign auch passende Kulturen gewählt werden. Beispielsweise können in Sonderkulturen wie Beerensträuchern oder Obstbäumen, die normalerweise unter Hagelschutznetzen angebaut werden, über den Kulturen angeordnete Solarmodule diese Schutzfunktion übernehmen und somit zu Synergieeffekten führen. Die Auswirkungen der Beschattung auf die langfristigen Erträge und Qualitäten ist jedoch noch ungeklärt.
Um eine optimale ökonomische und ökologische Ausgestaltung und Kombination der Anlagensysteme und Bewirtschaftung der landwirtschaftlichen Flächen zu erreichen, sind weitere Datenerhebungen in unterschiedlichen Systemen und die daraus gewonnenen Erkenntnisse notwendig.

Forschungsprojekte

In einem ersten Projekt des TFZ wurde der aktuelle Stand sowie offene Fragen zu Agri-PV ermittelt. Aktuell wird der Bau von zwei Agri-PV-Anlagen – eine davon mit den drei beschriebenen Agri-PV-Systemen im direkten Vergleich, die andere als rein vertikale Anlage – in Bayern wissenschaftlich begleitet. In einem nachfolgenden Projekt werden diese Anlagen für einen Zeitraum von drei Jahren hinsichtlich wirtschaftlicher, pflanzenbaulicher und agrarökologischer Aspekte ausführlich betrachtet.

Derzeitiger Stand und offene Fragen zu Agri-PV

Agri-Photovoltaik-Anlage der Firma Next2Sun GmbH in Dirmingen

Im Projekt „Agrarphotovolatik: Stand und offene Fragen“ wurden anhand von ausführlichen Literaturrecherchen und Expertengesprächen Abschätzungen zur Landnutzungseffizienz vorgenommen und die Investitionskosten und mögliche Erlöse von Agri-PV-Anlagen abgeschätzt. Offene Fragen und Datenlücken wurden identifiziert und daraus Handlungsempfehlungen abgeleitet.   Mehr

Konzeption von Agri-Photovoltaik-Anlagen

Das Foto zeigt hoch aufgeständerte Solarmodule auf einer Ackerfläche im Sommer

Bild: Fraunhofer ISE

Im Rahmen des Projekts „Konzeption von Agri-Photovoltaik-Anlagen“ wird der Bau zweier Agri-PV-Anlagen wissenschaftlich begleitet. Im Fokus steht die Dokumentation der Planungs-, Beantragungs- und Bauphase der Anlagen und die verständliche Aufbereitung der Informationen. In einem Leitfaden und Erklärvideo werden diese Informationen als Beratungs- und Informationsangebot an interessierte Landwirte und Landwirtinnen und andere Stakeholder weitergegeben.   Mehr

LandSchafftEnergie Beratungsangebot

Als Teil des Netzwerks für die Energiewende bietet LandSchafftEnergie umfassende Beratungsangebote in den Bereichen Alternative Energiepflanzen, Erneuerbare Kraftstoffe, Biogene Festbrennstoffe, (Agri-) Photovoltaik und anderen Formen Erneuerbarer Energien an.   Mehr

Agri-PV in der Praxis

Das Foto zeigt einen Mähdrescher im Weizenbestand unter einer Agrophotovoltaik-Anlage

Hoch aufgeständerte Agri-PV-Anlage

Anwendungsbeispiel: Nachgeführte Agri-PV-Anlage mit gleichzeitigem Maisanbau

Luftbildaufnahme einer nachgeführten Agri-PV-Anlage

Das Foto zeigt die Modulreihen einer nachgeführten Agri-PV-Anlage mit Maisanbau

Maisanbau zwischen den Reihen einer nachgeführten Agri-PV-Anlage

Das Foto zeigt Grünland zwischen vertikal aufgeständerten PV-Modulen

Luftbildaufnahme einer vertikal aufgeständerten Agri-PV-Anlage

Das Foto zeigt eine Apfelplantage unter hoch aufgeständerten PV-Modulen

Hoch aufgeständerte Agri-PV-Anlage im Obstbau