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Agriphotovoltaik: Neues Anlagendesign stellt Module senkrecht auf

© Next2Sun GmbH/Werkbild
Die Solarmodule werden senkrecht aufgestellt. 90% des Grünlandes soll so weiterhin landwirtschaftlich genutzt werden können. © Next2Sun GmbH/Werkbild

| Kira Crome |

Im Schwarzwald entsteht eine neuartige Agriphotovoltaikanlage. Die zweiseitigen Module werden senkrecht aufgestellt – in Ost-West-Richtung. So wird die Energie der Sonneneinstrahlung besser ausgenutzt. Zwischen den Modulreihen wird zudem Grünfutter für Vieh geerntet.

„Ernten auf zwei Ebenen – ein Geschäftsmodell, das weltweit immer mehr Landwirte überzeugt. Weil Flächen überall knapper werden, sind die Chancen enorm.“ So beschreibt Harry Wirth, Wissenschaftler am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE), die Vorteile von Agriphotovoltaikanlagen. Noch wird die Technologie, die Solarstromerzeugung und landwirtschaftliche Nutzung auf einer Fläche kombiniert, in Deutschland selten angewandt. In Heggelbach am Bodensee wird eine solche Freiflächenanlage seit drei Jahren erprobt. Sie steht auf Stelzen und ist so hoch, dass darunter Feldfrüchte angebaut und geerntet werden können (wir berichteten).

In Donaueschingen im Schwarzwald setzen Anlagenentwickler nun auf ein anderes Konzept: Die Module der PV-Freiflächenanlage sollen nicht wie üblich nach Süden geneigt, sondern senkrecht stehend in Ost-West-Richtung aufgestellt werden. Verwendet werden dafür sogenannte bifaziale Module. Die zweiseitig aktiven Module können sowohl die direkte Einstrahlung auf der Vorderseite als auch das indirekte Licht auf der Rückseite einfangen und so die Energie der Sonneneinstrahlung besser ausnutzen als herkömmliche Module. „Abhängig von Produktdesign, Montage und Umgebung lassen sich zusätzliche Erträge von typischerweise 5 bis 15 Prozent erzielen“, erklären Wissenschaftler vom Fraunhofer ISE. Mit optimalen Bedingungen seien auch bis zu 25 Prozent höhere Leistungsausbeuten möglich.

11.000 solcher Module werden auf einer zwölf Hektar großen Fläche aufgeständert. Die Ost-West-Ausrichtung der Modulreihen sorgt dafür, dass die Anlage während der Morgenstunden und am Nachmittag Energie in Strom wandelt, zu Zeiten außerhalb des mittäglichen Stromüberangebots. Dadurch ließen sich nicht nur bessere Preise erzielen, erklärt Bauleiter Daniel Kögler. Auch die Netzbetreiber profitierten, weil die Auslastung der Netzinfrastruktur in Regionen, in denen bereits konventionelle Süd-Anlagen aufgeschaltet sind, besser verteilt werde.

Grünstreifen zwischen den Modulreihen wird landwirtschaftlich genutzt
Ein weiterer Vorteil: Das Grünland zwischen den Modulreihen wird weiterhin für den Anbau von Grünfutter für Stalltiere oder Silage genutzt. So trägt das Anlagenkonzept dazu bei, eine Fläche für die Erzeugung erneuerbarer Energien zu nutzen, ohne Ressourcen für die landwirtschaftliche Nutzung erheblich zu verringern. Dass bei extensiver Grünlandnutzung zudem der Lebensraum für Insekten, Falter und Kleinsäuger erhalten bleibt und so die Fläche zur Erhaltung der biologischen Vielfalt beiträgt, bestätigt auch eine aktuelle Studie, die die Gewinne von PV-Freiflächenanlagen für die Biodiversität jüngst untersucht hat.

Bürgerenergiegenossen finanzieren mit
Die Inbetriebnahme der 3,2 Millionen Euro teuren Anlage ist Anfang 2020 geplant. Ihr Jahresenergieertrag liegt nach Angaben des Projektentwicklers bei 4.600 Megawattstunden. Mit einer Anlagenleistung von vier Megawatt peak kann rein rechnerisch der Strombedarf von etwa 1.200 Haushalten gedeckt werden. Betrieben wird die Anlage nach schlüsselfertiger Errichtung von den Bürgersolarkraftwerken Donaueschingen-Aasen. Die Finanzierung läuft durch die Energiegenossenschaft Solverde Bürgerkraftwerke, über die eine Beteiligung an dem Projekt noch möglich ist.

Internationale Konferenz „AgriVoltaics2020“ geplant
Erste Erfahrungen mit diesem Anlagenkonzept, das in Donaueschingen im Ortsteil Aasen umgesetzt wird, sind bereits andernorts gemacht worden. Eine Demonstrationsanlage ist beispielsweise in Dirmingen im Saarland im Jahr 2018 ans Netz gegangen. Auch in Nordrhein-Westfalen sollen ähnliche Projekte entstehen.

Was die Agriphotovoltaik zum Ausbau der erneuerbaren Energien und zur doppelten Flächennutzung beitragen kann, wird an Demonstrationsanlagen und Testfeldern weltweit erprobt. Im Sommer 2020 wollen sich Entwickler und Wissenschaftler erstmals auf einer internationalen Konferenz zu agriphotovoltaischen Systemen austauschen. Die Konferenz findet vom 26. bis 28. August 2020 im französischen Perpignan statt und steht unter dem Motto „Launching Agrivoltaics World-Wide“. Die „AgriVoltaics2020“ wird verschiedene Aspekte der Technologie abdecken, von der Wissenschaft bis zur Anwendung. Erwartet werden dazu Experten aus den Bereichen Pflanzenwissenschaften und Agronomie, Hydrologie, Solarenergie sowie Forscher, die sich mit systemischen Aspekten befassen und beispielsweise sozioökonomische Studien durchführen.