Agri-Photovoltaik: Eine innovative Lösung für Landwirtschaft und Energie
Die Agri-Photovoltaik (Agri-PV) ermöglicht die gleichzeitige Produktion von Nahrungsmitteln und Solarstrom auf landwirtschaftlichen Flächen. Die Bundesregierung plant, Agri-PV-Anlagen über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) zu fördern. Ein Forschungsverbund, unter anderem mit der Universität Hohenheim und dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), fordert eine begleitende Forschung, um das Potenzial dieser Technologie weiter auszuschöpfen. Vorgeschlagen wird eine Kombination aus Feldforschung und Agri-PV-Modellprojekten, sogenannten „Living Labs“.
Laut einem Themensteckbrief der Arbeitsgruppe Agri-Photovoltaik könnten vier Prozent der landwirtschaftlichen Flächen in Deutschland ausreichen, um den gesamten Strombedarf des Landes zu decken, während gleichzeitig weiterhin geerntet wird. Bei der Agri-PV werden Solarmodule auf Stelzen montiert, unter oder neben denen die Landwirtschaft fortgesetzt wird. Dies bietet landwirtschaftlichen Betrieben zusätzliche Einnahmen durch Stromproduktion und schützt Kulturpflanzen vor Extremwetterereignissen wie Starkregen oder Hagel.
Ergebnisse aus Feldversuchen
Versuche der Universität Hohenheim und des Fraunhofer ISE am Bodensee zeigten, dass Agri-PV eine durchschnittliche Landnutzung von 160 Prozent ermöglicht. Auf der gleichen Fläche konnten etwa 80 Prozent des Weizenertrags und 80 Prozent des Solarstroms im Vergleich zu getrennten Flächen erzielt werden. In warmen und trockenen Jahren, wie 2018, führte der Schatten der PV-Anlagen sogar zu einem Anstieg des Weizenertrags um drei Prozent und des Kartoffelertrags um elf Prozent.
Forschungsbedarf zur Potenzialerschließung
Trotz dieser positiven Ergebnisse ist das volle Potenzial der Agri-PV-Anlagen noch nicht umfassend erforscht.
Eine spannende Frage ist, durch welche Pflanzen sich das Potenzial der Agri-PV-Felder besonders weit ausreizen lässt. Gleichzeitig müssen wir untersuchen, wie die Anlagen die Biodiversität auf den Feldern beeinflussen und welche Maßnahmen gegebenenfalls zu ergreifen sind.
Dies betont Lisa Pataczek, Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Zentrum Ökologischer Landbau der Universität Hohenheim. Sie ergänzt, dass weitere Forschung klären soll, wie Anlagen wirtschaftlich und ökologisch optimal eingesetzt werden können, insbesondere im Hinblick auf den Schutz von Pflanzen vor starker Sonne oder Regen.
Bedeutung für Förderprogramme
Jun.-Prof. Dr. Andreas Schweiger, Leiter des Fachgebiets Pflanzenökologie an der Universität Hohenheim, sieht die angekündigte Solar-Offensive der Bundesregierung als wichtigen Schritt. Er betont die Notwendigkeit intensiver Begleitforschung, um die Anlagen effizient und nachhaltig zu betreiben. „Living Labs“ könnten dabei helfen, Bedingungen an verschiedenen Standorten in Deutschland zu testen und Empfehlungen für ein differenziertes Förderprogramm abzuleiten.
Max Trommsdorff, Gruppenleiter Agri-Photovoltaik am Fraunhofer ISE, unterstreicht die Bedeutung eines wissenschaftlich fundierten Förderprogramms. Eine pauschale Förderung könnte dazu führen, dass unterschiedliche Systeme miteinander konkurrieren. Eine differenzierte Förderung, die insbesondere flächeneffiziente, hoch aufgeständerte Anlagen berücksichtigt, sei entscheidend, um das volle Potenzial der Technologie zu entfalten.
Die Arbeitsgruppe Agri-Photovoltaik ist Teil des Forschungsbereichs Photovoltaik im Forschungsnetzwerk Erneuerbare Energien, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert wird. Das Netzwerk dient dem Austausch von Expertinnen und Experten aus Forschung, Industrie und Politik zum Einsatz regenerativer Energien und zur Integration von Solarstrom in Energiesysteme.