Agrophotovoltaik: Acker und Solarenergie optimal kombinieren

Im Blog war schon einmal ein Artikel zu diesem Thema, es ging um die Versuchsflächen in Heggelbach im Bodenseekreis hier

Es lohnt sich den unten dargestellten Artikel im Original zu lesen, da auch die Grafiken und Fotos zum Verständnis beitragen. Ich beschränke die Wiedergabe daher auf ein Minimum.

Ökolandbau  hier

Der Ansatz klingt einleuchtend: Warum sollte man in Zeiten knapper Ackerflächen und einem wachsenden Energiebedarf nicht beides miteinander kombinieren – also Solaranlagen auf landwirtschaftlichen Flächen installieren und beides ernten, Strom und Lebensmittel?

Hierzu gibt es mittlerweile weltweit eine zunehmende Anzahl von Forschungsprojekten und praktische Erfahrungen. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Typen von Agrophotovoltaik: 

1. Solarmodule, die sich horizontal mehrere Meter über der landwirtschaftlichen Fläche befinden.

Die Solarmodule wurden in fünf Metern Höhe über den Ackerflächen installiert, damit alle Maschinen zur Pflege und Ernte eingesetzt werden können. Bildquelle: Heggelbachhof

Bei der praktischen Anwendung der Agrophotovoltaik gibt es allerdings noch einige Herausforderungen. So gehen etwa durch die benötigten Pfeiler und die nicht zu bearbeitenden Zwischenräume bis zu acht Prozent der Ackerfläche verloren. Zudem sind die Stahlträger Hindernisse beim Einsatz von Maschinen, was die Bearbeitung und Ernte der Flächen aufwändiger macht, insbesondere beim Pflügen und Hacken. Deshalb sollte der Abstand der Pfeiler an den Arbeitsbreiten der verfügbaren Maschinen eines Betriebs angepasst sein.

Eine Hürde für die Verbreitung des Systems in der Praxis ist zudem die schwierige Definition der doppelt genutzten Flächen. "Der Gesetzgeber kennt keine Doppelnutzung landwirtschaftlicher Flächen", erklärt Weselek. "Deshalb wird hier zurzeit keine Flächenprämie gezahlt und auch keine Förderung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz gewährt, was die Wirtschaftlichkeit natürlich einschränkt." In Ländern wie China, Japan und Südkorea werde die Agrophotovoltaik dagegen zunehmend gefördert und ist zum Teil auch bereits gesetzlich geregelt, was der Verbreitung und Weiterentwicklung der Technik zugutekomme.  (Anmerkung: Möglicherweise wird dieses Argument hinfällig wenn der versprochene "Solar-Booster" kommt  hier)

Eine weitere Herausforderung besteht darin, inwieweit die Gesellschaft großflächig angelegte Solardächer auf landwirtschaftlichen Nutzflächen akzeptiert. Vor allem in touristisch geprägten Regionen könnten solche Anlagen aus ästhetischen Gründen auf Widerstand stoßen.

Für Axel Weselek überwiegen jedoch ganz klar die Vorteile des Zwei-Nutzungssystems: "Man wird sicherlich Kompromisse beim Umfang solcher Anlagen finden müssen. Aber vor dem Hintergrund der Klimakrise und einem steigenden Flächen- und Energiebedarf führt eigentlich kein Weg vorbei an intelligenten Konzepten wie der Agrophotovoltaik."

2. Photovoltaik mit senkrechtem Gestellsystem

Bei dieser Form der Agrophotovoltaik werden die bifazialen Solarmodule, die das Licht von beiden Seiten verwerten können, senkrecht in Reihe montiert: Eine Modulseite zeigt dabei nach Westen, die andere nach Osten. Dadurch erfolgt die Stromproduktion vor allem am Vormittag beziehungsweise am Abend. Dieses Anlagenkonzept, welches von der Firma Next2Sun GmbH entwickelt wurde, speist den Strom dann ein, wenn andere PV-Anlagen nur eine geringe Produktion aufweisen.

Die Fläche solcher Solarparks kann zum Großteil weiterhin als Mähweide, zur Beweidung oder für den Ackerbau genutzt werden. Die Reihen der Module liegen je nach Nutzung etwa acht bis zehn  Meter auseinander, sodass eine gute Bewirtschaftung möglich ist, die Module sich aber auch nicht gegenseitig beschatten. Die Bereiche unterhalb der Modulreihen bieten viele Gestaltungsmöglichkeiten. Hier können zum Beispiel Blühstreifen angelegt werden. Eine wissenschaftliche Untersuchung zu diesem Typ der Agrophotovoltaik steht noch aus. Ob ähnliche Ertrags-Effekte wie bei den über der Fläche montierten Module auftreten, ist daher noch nicht belegt.

Eine weitere Möglichkeit dieser senkrechten Photovoltaik-Module ist die Nutzung als Solarzaun. Hierzu kann ein Schutz gegen Kabelbiss, Stromzaun-Befestigungen oder ein Gitter unterhalb angebracht werden. Solche Zäune wurden in der Praxis schon für Viehweiden und Hühnerausläufe erprobt. Dabei hat sich gezeigt, dass die Tiere von den zusätzlichen Schattenflächen profitieren können.