Doppelte Ernte mit Agri-Photovoltaik

Agri-PV bezeichnet die gleichzeitige Nutzung von Flächen zu landwirtschaftlichen Zwecken und zur Stromproduktion mit Photovoltaik-Anlagen. Agri-PV-Anlagen werden per Definition meist den Freiflächen-PV-Anlagen zugeordnet. Die Bandbreite der landwirtschaftlichen Nutzung unter Agri-PV-Anlagen kann dabei von Sonderpflanzenkulturen bis hin zur Beweidung reichen. Der Aufbau der PV-Anlagen wird dem jeweiligen Zweck angepasst und nimmt damit ebenfalls viele verschiedene Formen an. Diese Idee ist nicht neu und wurde schon in den 1980ern in Fachzeitschriften beschrieben. Die Grundsätze dahinter:

Erstens, geeignete Flächen doppelt nutzen, um die Konkurrenz zwischen Nahrungsmittel- und Energieproduktion zu verringern.
Zweitens, Pflanzen und Böden vor negativen Auswirkungen des Klimawandels schützen, vor Wetterextremen wie Starkregen oder erhöhter Sonneneinstrahlung.

der technische Aufbau von Agri-PV-Anlagen

Sinnvoll umgesetzt werden kann Agri-PV auf Flächen, die passende Voraussetzungen für beide Aufgaben bieten. Eine landwirtschaftlich attraktive Fläche muss zusätzlich genügend Sonneneinstrahlung empfangen, um den Bau und den Betrieb der PV-Anlage wirtschaftlich zu machen. Die Kosten zur Installation der PV-Anlage sind im Wesentlichen abhängig von der installierten Leistung, der verwendeten Modul-Technologie, der Lage und der landwirtschaftlichen Nutzung, die damit kombiniert werden soll. Letzteres legt fest, welche Form die Unterkonstruktion der PV-Module annehmen muss. Soll Feldwirtschaft mit Landmaschinen durchgeführt werden, ist eine hohe Aufständerung notwendig, was die Kosten maßgeblich steigert. Je mehr Licht die Fläche unter der Anlage erreichen soll, desto größer müssen die Abstände zwischen den PV-Modulen sein, was wiederum die installierte Leistung verringert. Im Vergleich zu Freiflächen-Photovoltaik sind die Investitionskosten für Agri-PV in der Regel höher und die auf der Fläche installierbare Leistung geringer.

Das modulare System von PV-Anlagen kommt den verschiedenen landwirtschaftlichen Flächennutzungen entgegen und ermöglicht die verschiedensten Konstellationen. Das bedeutet aber auch, dass es keine definierten Typen für Agri-PV-Anlagen gibt. Jede Anlage kann anders sein, wenn auch manchmal nur in einigen Details. Wichtige Punkte lassen sich dennoch zusammenfassen.

verschiedene technische Details sind im Test

Orientierung der Module: Photovoltaik verbindet man erst einmal mit der typischen Aufstellung auf einem Dach oder bei großen Freiflächenanlagen: Mehr oder minder Richtung Himmel gerichtet, um die Sonneneinstrahlung optimal einzufangen. Mit der aktuellen Technik ist es aber auch möglich, die PV-Module senkrecht aufzustellen, wie Wände. Das funktioniert bei Häuserfassaden, kann aber auch auf landwirtschaftlichen Flächen eingesetzt werden und ermöglicht so die landwirtschaftliche Nutzung großer Anteile der Ackerfläche.

Höhe der Aufständerung: Im Vergleich zu einer normalen Freiflächen-PV-Anlage braucht es beispielsweise für weidende Schafe nur geringfügig höher aufgestellt PV-Module, aber verbißgeschützte Kabel. Sollen stattdessen Obstbäume darunter wachsen oder ein Traktor darunter fahren können, bringt die höhere Aufständerung auch höhere Anforderungen an die Statik der Anlage mit sich.

Flexible Befestigung der Module oder Anlagenteile: Sollen es fest ausgerichtete PV-Module sein, die sich nicht bewegen, ist das günstiger als Module, die dem Sonnenstand nachgeführt werden. Letzteres braucht mehr Technik, um den Sonnenstand zu ermitteln und das Modul entsprechend zu bewegen, liefert aber auch einen höheren Stromertrag.
Bewegung kann aber auch anders in solche Anlagen kommen, denn auch die bewegliche Aufstellung ganzer Anlagenteile ist denkbar. Eine Idee ist es, über einer Auslauffläche für Hühner Bögen aus mehreren PV-Modulen zu installieren, die sich auf Schienen vor und zurück oder auseinander- und zusammenschieben lassen.

Detaillierte Informationen zu Agri-PV und deren Wirtschaftlichkeit finden Sie im Leitfaden Agri-Photovoltaik: Chance für Landwirtschaft und Energiewende, den das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE erstellt hat, sowie Illustrationen und praktische Beispiele auf der Projektwebseite des Fraunhofer ISE.