Europäische Union

Newsfeed

Sie möchten auf dem Laufenden bleiben? Dann abonnieren Sie hier den Newsfeed und Sie erhalten eine Benachrichtigung per Mail, sobald ein neuer Artikel auf dem Blog erscheint.

Wir erheben, verarbeiten und nutzen die von Ihnen zur Verfügung gestellten personenbezogenen Daten nur für den Zweck des Newsfeed-Abos. Ihre personenbezogenen Daten werden wir an Dritte weder verkaufen oder vermarkten noch aus sonstigen Gründen weitergeben.

Ich willige hiermit ein, dass die EnergieAgentur.NRW, Roßstr. 92, 40476 Düsseldorf, meine personenbezogenen Daten zum Zwecke des Newsfeed-Abos erheben, verarbeiten und nutzen darf. Mir ist bekannt, dass meine Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerruflich ist.

Kontakt

Sie erreichen uns über die kostenlose Hotline des zentralen Service-Centers des Landes NRW.
Das Team beantwortet Ihre Anliegen – soweit möglich – direkt oder leitet Sie an den richtigen
Ansprechpartner der EnergieAgentur.NRW weiter.

0800 / 00 36 373

E-Mail: blog.erneuerbare@energieagentur.nrw

Beiträge

Agrophotovoltaik: Bessere Ernte trotz Hitzesommer

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

| Kira Crome |

Viele Landwirte kämpfen mit den Folgen des Hitzesommers im letzten Jahr. Im Schatten von Agrophotovoltaikanlagen, die Solarstromerzeugung und den Anbau von Feldfrüchten auf einer Fläche kombinieren, können Pflanzen besser gedeihen und höhere Erträge liefern. Das zeigt eine Auswertung der Ernteergebnisse einer Versuchsanlage am Bodensee. Trotz der heißen und trockenen Sommermonate stieg die Landnutzungseffizienz um 26 auf 186 Prozent.

Kurz und heftig hat der Sommer im Juli aufgedreht – und neue Temperaturrekorde beschert. Während Photovoltaikanlagen viel Solarstrom erzeugten, mussten Landwirte ihre Ernte in Teilen Ostdeutschlands und Nordrhein-Westfalens schon Ende Juni einbringen – viel früher als üblich. Der Deutsche Bauernverband (DBV) korrigierte seine erste Ernteprognose für dieses Jahr nach unten. „Zwar hat sich das Ertragsniveau im Durchschnitt gegenüber der Missernte des vergangenen Jahres verbessert“, sagte DBV-Präsident Joachim Rukwied im Juli. Dennoch müssten Betriebe in manchen Teilen Deutschlands zum wiederholten Male mit Ertragseinbußen rechnen. Zu sehr hat der Dürresommer des vergangenen Jahres dem Bodenklima zugesetzt. Die Regenmengen vom Frühjahr hatten nicht ausgereicht, um die vom letzten Hitzesommer 2018 verursachte Trockenheit in den Böden auszugleichen. Jetzt zeigt der Dürre-Monitor des Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) wieder rote bis dunkelrote Flächen an. Das heißt, die Böden sind extrem bis außergewöhnlich trocken und die Wasserspeicher in den für Land- und Forstwirtschaft bedeutenden tieferen Schichten beinahe aufgebraucht. In solchen Wetterlagen verspricht die Agrophotovoltaik einen Zusatznutzen für die Umwelt, melden Wissenschaftler aus Kalifornien.

Sie haben in einer Studie, die jüngst in der naturwissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature Sustainability erschienen ist, die technisch-ökologischen Synergien von Photovoltaik-Anlagen untersucht. Die verschiedenen technischen Anwendungsmöglichkeiten der Technologie bergen eine Reihe von Wechselwirkungen in ihrem jeweiligen Umfeld, die ökologische Vorteile aufweisen, sagt einer der Ko-Autoren Jordan Macknick von der amerikanischen Erneuerbare Energie-Agentur NREL. Häufig würden diese Vorteile bei der Planung von Solarprojekten übersehen. 20 solcher technisch-ökologischer Wechselwirkungen hat die Studie ausgemacht. So könnten zum Beispiel Agrophotovoltaik-Anlagen, die auf hohen Stelzen über nutzbarem Ackerland stehen, nicht nur Solarstrom liefern, sondern durch die Verschattung der Anbaufläche unter den Solarmodulen das Bodenklima verbessern. Dass die Ernteerträge dabei sogar steigen können, bestätigt eine Versuchsanlage einer Biobauern-Hofgemeinschaft in Heggelbach am Bodensee (wir berichteten).

Mehr Effizienz: Fläche doppelt nutzen
Seit über zwei Jahren wird dort die Kombination von Solarstromerzeugung und dem Anbau von Getreide und Gemüse auf einer Fläche erprobt. Dahinter steht die Idee, durch die Doppelnutzung den Druck auf knapper werdende Flächen zu mildern. Mit Blick auf die Ausbauziele der erneuerbaren Energien und das Flächeneinsparungsziel, zugleich bis 2030 die Flächeninanspruchnahme auf 30 Hektar pro Tag zu reduzieren, könnte das Agrophotovoltaik-Konzept mehrfache Vorteile bringen.

Nach dem ersten Betriebsjahr hatte die wissenschaftliche Begleitforschung des Pilotprojekts eine positive Bilanz gezogen. Die Anlage, die mit 720 bifazialen Solarmodulen und einer installierten Leistung von 194 Kilowatt rein rechnerisch den Jahresverbrauch von 62 Haushalten decken kann, habe sich sowohl aus energiewirtschaftlicher wie aus landwirtschaftlicher Sicht als praxistauglich erwiesen.

Jetzt haben die Wissenschaftler die Wechselwirkung zwischen Landnutzung, Energieerzeugung und landwirtschaftlicher Produktion mit Blick auf den Dürresommer 2018 untersucht. Das Ergebnis: Die Landnutzungsrate aus dem ersten Betriebsjahr von 160 Prozent wurde im Hitzesommer 2018 noch deutlich übertroffen. Die Teilverschattung der Anbaufläche unter den Solarmodulen steigerte die Ernteerträge im Vergleich zu den Referenzflächen, die hohe Sonneneinstrahlung die Solarstromerzeugung. Die Landnutzungseffizienz stieg um 26 Prozent auf 186 Prozent.

 © Frauenhofer ISE

© Frauenhofer ISE

Besseres Mikroklima für Kartoffeln, Sellerie und Winterweizen
Bei der anhaltenden Hitzewelle im vergangenen Sommer profitierten die Feldfrüchte von dem Mikroklima, das unter den schattenspendenden Modulen in sieben Metern Höhe herrschte. Zwar war die photosynthetisch aktive Sonneneinstrahlung rund 30 Prozent niedriger als auf der freien Referenzfläche. Der Boden wies aber in den heißen und trockenen Sommermonaten feuchtere und kühlere Werte auf als auf der Referenzfläche, während die Lufttemperatur identisch war. Ein Vorteil für die Pflanzen: Vor allem Kartoffeln und Sellerie wuchsen deutlich besser als auf der Referenzfläche, auch beim Winterweizen gab es ein Plus. Nur bei Kleegras waren die Erträge schlechter. „Wir gehen davon aus, dass die Pflanzen den von Trockenheit geprägten Hitzesommer durch die Verschattung unter den semitransparenten Solarmodulen besser verkrafteten“, sagt Agrarwissenschaftlerin Andrea Ehmann von der Universität Hohenheim.

Zugleich lieferte die Anlage im Erntejahr 2018 zwei Prozent mehr Strom – insgesamt 249.857 Kilowattstunden. „Das entspricht einem außergewöhnlich guten spezifischen Ertrag von 1.285,3 kWh pro installiertem Kilowatt peak“, erklärt Stephan Schindele. Werden Ernteerträge und Stromproduktion in Bezug auf die Landnutzungseffizienz zusammen betrachtet, ergibt sich bezogen auf Kartoffeln die größte Steigerung der Landnutzungsrate um 86 Prozent pro Hektar, haben die Wissenschaftler errechnet.

Die Vorteile für Boden und Mikroklima im Schatten der Solarmodule machen die Agrophotovoltaik vor allem für klimatisch trockene Regionen interessant. „Sie verdeutlichen aber auch die Notwendigkeit weiterer Versuche in anderen Klimaregionen sowie mit zusätzlichen Feldfruchtarten“, sagt Agrarwissenschaftler Axel Weselek von der Universität Hohenheim. Eine Vorstudie des Fraunhofer ISE im indischen Bundesstaat Maharaschtra zeigt, dass sich durch die Verschattung und die geringere Verdunstung bei Tomaten und Baumwolle bis zu 40 Prozent höhere Erträge erreichen lassen. Am Ende rechnen die Wissenschaftler mit einer Verdopplung der Landnutzungseffizienz für die Region.