Forschungsprojekt

Agrophotovoltaik – neues Standbein für Landwirte?

Das Fraunhofer-Institut forscht an Möglichkeiten, Agro-PV als Geschäftsmodell für Landwirte zu ermöglichen. Es untersucht die Auswirkungen von Strom- und Pflanzenproduktion auf derselben Fläche.

Experten gehen davon aus, dass die Solarenergie bis 2050 die größte Energiequelle der Welt darstellen wird. Zunehmend findet man Solarmodule auch auf Freiflächen installiert. Die häufigste Kritik dabei: Diese Form der Flächennutzung konkurriert mit der Nahrungsmittelproduktion. Eine Lösung könnte Agrophotovoltaik sein, denn so ist neben der Bewirtschaftung mit landwirtschaftlichen Maschinen auch die Stromgewinnung durch Solarmodule möglich.

Seit November 2020 forscht das Fraunhofer ISE zusammen mit zwölf internationalen Partnern aus Belgien, Dänemark, den Niederlanden und Deutschland im Rahmen des Projekts „Hyperfarm“ an zukunftsorientierten Geschäftsmodellen für die Agrophotovoltaik, ausgelegt auf die Bedürfnisse der Landwirtschaft. Die Europäische Union fördert es unter dem Programm 'HORIZON 2020'. In Deutschland koordiniert das Fraunhofer ISE das Projekt. Die Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HWST) ist mit dem Biomasse-Institut Triesdorf (BIT) involviert und untersucht den Einfluss der Agrophotovoltaik auf die pflanzliche Produktion sowie ihre Auswirkungen auf Ökonomie und Ökologie.

Hyperfarm

Bodenbearbeitung unten, Stromproduktion oben: Das System Agro-PV wird im Projekt auf seine Effizienz und Umweltfreundlichkeit untersucht. (Bildquelle: Hyperfarm)

Ertragsversuche und Kohlenstoffmessungen

Die Hauptziele des Projektes sind die Untersuchung des Einflusses verschiedener Solarmodule auf die pflanzliche Produktion, das Aufzeigen verschiedener Nutzungsrichtungen der erzeugten Energie, die Untersuchung der technischen Machbarkeit und eine ökologische und ökonomische Bewertung.

Konkret erprobt das Team etwa die Auswirkungen von Beschattung und veränderter Wasserverteilung durch die APV auf Ertrag, Qualität und Pflanzengesundheit von vier landwirtschaftlichen Kulturen. Dazu werden die beim Anbau erhobenen Daten mit einer Referenzfläche ohne Solarmodule verglichen.

Das Gerüst, auf dem die Photovoltaikmodule montiert sind, beeinflusst zum einen die flächige Bewirtschaftung, weshalb die Anpassungsschritte auf der technischen Ebene untersucht werden. Zum anderen können zwischen den Gerüststrukturen Anlagen kleinere Streifen mit Blüh- oder Dauerkulturen als Habitate für Insekten integriert werden. Im Projekt wird die Kohlenstoffspeicherung durch die unterschiedliche Nutzung dieser Streifen bewertet.

Nutzungsmöglichkeiten

Der über die Solarmodule erzeugte Strom kann etwa zur Produktion von Wasserstoff genutzt werden, welcher wiederum als Treibstoff für Maschinen dienen kann. Die Landwirtschaft könnte somit einen wichtigen Beitrag zur dezentralen Energieversorgung leisten.

Die Konzepte werden anschließend in Pilotversuchen in drei verschiedenen Ländern demonstriert und die Pflanzen- und Energieerzeugung bewertet. In einem zweiten Schritt wird am BIT die ökonomisch-ökologische Bewertung von APV vorgenommen. Dabei steht folgende Fragestellung im Fokus: “Wie verändert sich der CO2-Fußabdruck landwirtschaftlicher Kulturen durch den Anbau unter beziehungsweise mit APV?”

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