In den vergangenen Jahren hat sich viel im Bereich Agri-Photovoltaik (APV) getan, wie Matthias Meier-Grüll vom Forschungszentrum Jülich GmbH in einem Vortrag über die "Trends und Technologien für die Mehrfach-Flächennutzung" darlegte. Der Vortrag wurde von der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen organisiert. Seit 2021 spezifiziert die DIN SPEC 91434 die Kernanforderungen an und Kriterien von APV, auf die sich mittlerweile mehrere Gesetzestexte stützen, erzählte Meier-Grüll zu Beginn seines Vortrags. "Vor ca. 2,5 Jahren wurde die erste Anlage im Rheinischen Revier mit neuen Forschungsanlagen neben dem Hambacher Forst/Tagebau fertiggestellt." Die Forschung an Ackerbohnen zeige bei offener APV einen nicht signifikanten Unterschied zur Kontrolle, bei APV-verdeckt eine signifikante Reduktion, aber nicht durch den Schatten, sondern die fehlende Beregnung, berichtete er. Bei Beerenpflanzen bleibe der Ertrag beispielsweise relativ gleich.
Klassifizierung der Agri-PV. Fraunhofer ISE. Agri-Photovoltaik: Chance für Landwirtschaft und Energiewende, Leitfaden 2022.
Aber es wird nicht nur in Jülich geforscht, sondern auch in anderen Ländern wie Nigeria. Die Erkenntnisse dieser Forschung seien in Deutschland relevant, weil auch innerhalb Deutschlands unterschiedliches Klima herrscht. "Die APV-Anlagen werden also an die einzelnen Klimabedingungen in Zukunft angepasst werden müssen, z. B. durch den Abstand der einzelnen Module oder Beregnungssystem." Forschung helfe hierbei zu verstehen, welche Systeme funktionieren können und was die Limitierungen sind.
Fraunhofer ISE forscht bereits seit einigen Jahren auf dem Gebiet der APV. Ihre Ergebnisse zeigen "ähnliche Effekte wie auf einer normalen Freifläche im Mittel über die Jahre", d. h. keinen schädlichen Einfluss auf die Pflanzen und Ernteergebnisse. "Bei Beerenobst sehen wir deutlich positivere Effekte in den letzten Jahren."
Bis zu 140 Tage nach der ersten Ernte zeigen die Graphen das Gewicht von Tomaten mit bzw. ohne OPV (organische PV, d. h. die gedruckten Materialien sind organisch). Die obere Kurve ist mit Solarmodul und zeigt, dass diese Pflanzen 26 Prozent mehr Früchte produzierten. Quelle: E. Athanasiadou et al., Organic Electronic Technologies (OET), 20th KM Thessaloniki.
Europäische Projekte mit Spinat und Tomaten
Auch andere europäische Länder testen APV. "Schattentoleranter Spinat wächst z. B. auch gut unter kleinen Solarmodulen. Das wurde vor zwei Jahren gezeigt und jetzt wird versucht, es in große Gewächshäuser zu integrieren." In Griechenland laufen Versuche mit Tomaten. "Gerade wenn wir ein Solarmodul in ein Gewächshaus legen, was eine gewisse Lichtmenge durchlässt, kann man sogar das Gewicht der Tomaten erhöhen, also mehr ernten. Das ist ein sehr zuversichtliches Resultat, wo wir mit unserer Forschung anknüpfen können", so Meier-Gröll.
Die Demonstrationsanlage in der Nähe des Hambacher Forsts
Demonstrationsanlage mit RWE und Fraunhofer für APV
Anfang des Jahres hat das Forschungszentrum Jülich mit RWE und Fraunhofer ISE auf sieben Hektar ein "bodennahes System mit vertikaler Modulanordnung für den Ackerbau, ein bodennahes System mit horizontaler Modulanordnung und Tracker und ein hoch aufgeständertes System mit Beerenanbau fertiggestellt" und erstmals Ökostrom ins Netz eingespeist. Die Anlage entstand auf rekultiviertem Land in der Nähe des Hambacher Forst und des Tagebaus Garzweiler. Eine der Hauptforschungsfragen: "Wie kann APV im Alltag für Landwirte genutzt werden?" Direkt daneben wurde eine konventionelle Freiflächenanlage als Kontrolle angelegt. "Damit konnten wir schon zeigen, dass APV groß gebaut werden kann", sagte Meier-Gröll.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit sind PV-Gewächshäuser "mit PV-Folien, die einen gewissen Teil des Sonnenlichts für die Pflanze durchlassen". Welche Wellenlänge durchgelassen wird, könne man variieren, sodass der Pflanze genau das Licht zur Verfügung steht, dass sie benötigt. Ein Projekt dazu gebe es seit Anfang letzten Jahres mit dem Institut Erlangen/Nürnberg. "Die Technologie wird auf Folien aufgedruckt, ist also einfach herzustellen. Dann wird sie in die Folientunnel integriert und getestet."
"Für den reinen Ausbau kann man die Flächen nutzen, die da sind", sagte Meier-Gröll abschließend. "Aber es wurde auch gezeigt, dass die Pflanzen davon profitieren können, wenn man die Anlagen gut designt. APV verschließt nicht nur die Flächen. Wir müssen alle Optionen nutzen und massiv ausbauen, um die Klimaneutralität in Deutschland zu erreichen. Deshalb lieber das Land doppelt nutzen."
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