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Agrophotovoltaik: Solarstrom und Kartoffeln vom selben Feld

06. Juni 2019

Über einer 0,3 Hektar großen Ackerfläche am Bodensee wurden in fünf Meter Höhe Solarmodule mit einer Leistung von 194 Kilowatt installiert. Das Verbundprojekt »Agrophotovoltaik – Ressourceneffiziente Landnutzung« (APV-RESOLA) erprobt seit mehr als zwei Jahren die Kombination von Solarstromproduktion und Landwirtschaft auf der gleichen Fläche. 

Die Agrophotovoltaik-Anlage in Heggelbach am Bodensee. Foto © BayWa r.e.
Die Agrophotovoltaik-Anlage in Heggelbach am Bodensee. Foto © BayWa r.e.

Im ersten Projektjahr 2017 konnte das Projektkonsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesystem ISE bereits eine Steigerung der Landnutzungsrate auf 160 Prozent nachweisen. Im Hitzesommer 2018 wurde dieses Ergebnis noch deutlich übertroffen: Die Teilverschattung unter den Solarmodulen steigerte die landwirtschaftlichen Ernteerträge, die hohe Sonneneinstrahlung die Solarstromproduktion. So lag die Landnutzungseffizienz bei 186 Prozent.

Im Jahr 2018 konnten die Landwirte der Demeter-Hofgemeinschaft Heggelbach zum zweiten Mal ihre Ernte unter der Agrophotovoltaik-Anlage einholen. Dabei verzeichneten sie bei drei der vier angebauten Kulturen (Winterweizen, Kartoffeln, Kleegras, Sellerie) unter der APV-Anlage höhere Erträge als auf der Referenzfläche ohne Solarmodule. Am stärksten profitierte Sellerie (+12 Prozent), während Winterweizen ein Plus von 3 Prozent und Kleegras ein Minus von 8 Prozent aufwiesen. »Bezogen auf Kartoffeln ergibt sich eine Steigerung der Landnutzungseffizienz um 86 Prozent pro Hektar«, so Projektleiter Stephan Schindele vom Fraunhofer ISE.

Neben der Bestandsentwicklung, dem Ertrag und der Ertragsqualität erhoben Wissenschaftler der Universität Hohenheim auch Daten zu den mikroklimatischen Bedingungen unter und neben der APV-Anlage. Die photosynthetisch aktive Sonneneinstrahlung unter der APV-Anlage war rund 30% niedriger als auf der Referenzfläche. Neben der Sonneneinstrahlung beeinflusste die APV in erster Linie die Niederschlagsverteilung und die Bodentemperatur. Die Bodentemperatur unter APV lag im Frühjahr und Sommer unter jener der Referenzfläche, während die Lufttemperatur identisch war. In den heißen und trockenen Sommermonaten 2018 war die Bodenfeuchtigkeit im Weizenbestand unter der APV-Anlage höher als auf der Referenzfläche. In den Wintermonaten sowie bei den anderen Kulturen lag sie hingegen darunter.

»Wir gehen davon aus, dass die Pflanzen den von Trockenheit geprägten Hitzesommer 2018 durch die Verschattung unter den semitransparenten Solarmodulen besser verkrafteten«, sagt Agrarwissenschaftlerin Andrea Ehmann. »Dadurch verdeutlicht sich auch das Potenzial der APV für aride Regionen, aber auch die Notwendigkeit weiterer Versuche in anderen Klimaregionen sowie mit zusätzlichen Kulturenarten«, ergänzt ihr Kollege Axel Weselek.

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Quelle: Fraunhofer ISE

Veröffentlichungsdatum: 06.06.2019

Schlagwörter

Agrophotovoltaik, Solarstrom, Kartoffeln, Feld