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Was ist Agrivoltaik?
Wie viele verschiedene Varianten von landwirtschaftlicher Photovoltaik gibt es?
Welche Vorteile hat die Agro-Photovoltaik?
Nachteile der Agri-Photovoltaik?

Wir werden die zahlreichen Möglichkeiten, Vorteile und inspirierenden Implementierungen der Agrivoltaik untersuchen. Wie bei jedem transformativen Projekt müssen auch bei der Agrivoltaik die Herausforderungen berücksichtigt werden. Durch die Analyse der Vor- und Nachteile dieser einzigartigen Technik lernen wir, wie sie unsere Landwirtschafts- und Energielandschaft verändern kann.

Die Agrovoltaik, ein schnell wachsendes und vielversprechendes Konzept, bezieht sich auf die gemeinsame Entwicklung von Land für Photovoltaik und Landwirtschaft, was die Koexistenz zweier wichtiger Industrien ermöglicht. In den letzten Jahren ist eine breite Palette neuartiger Methoden der Agrovoltaik entstanden, die für die Energie- und Klimawende von entscheidender Bedeutung sein werden. Es wurden bereits verschiedene Arten der Agrovoltaik auf der ganzen Welt entwickelt.

Die meisten herkömmlichen Agrovoltaiksysteme bestehen aus fest installierten Solarmodulen zwischen oder auf Feldern. Eine Änderung der Dichte oder des Winkels der Solarmodule kann zur Verbesserung der Betriebseffizienz der Anlage beitragen.

Bei Großprojekten mit mehr als 5 MW ist die Festinstallation von Solarmodulen die übliche Methode für den Einsatz von Agrovoltaik. Da sie einen einfachen Zugang zu Schatten bietet und den Anbau von Dauerpflanzen und Grünland zwischen und unter den Solarmodulen ermöglicht, kann diese Art der Agrovoltaik das Wohlergehen der Tiere verbessern.

Nachgeführte Solaranlagen schaffen ein stabileres Landwirtschafts- und Energiesystem, indem sie die Licht- und Schattenmenge der darunter befindlichen Pflanzen anpassen. Außerdem schützen sie Pflanzen vor extremen Witterungsbedingungen und fördern das Wachstum.

Die Solarmodule in dieser Agrovoltaik-Anwendung werden höher als normal angebracht. Dadurch wird die Höhe über dem Boden erhöht (oft zwischen 2,5 und 5 m, je nach Projektziel und Anforderungen). Dies ermöglicht eine Steigerung der Ernteerträge in verschiedenen Regionen wie Obstplantagen und Weinbergen.

Es gibt genügend Platz zwischen den Solarmodulen, damit das Licht die Pflanzen erreichen kann und ein gesundes Wachstum fördert. Je nach dem Projekt können diese Paneele auch angehoben oder abgesenkt werden, damit Menschen, Erntemaschinen und andere Gegenstände hindurchpassen können.

In den letzten Jahren sind vollständig mit Solarenergie betriebene Gewächshäuser zu einem beliebten Trend geworden. Die Installation von Photovoltaikmodulen auf dem Dach eines Gewächshauses ermöglicht es, erneuerbare Energie zu erzeugen, die entweder ins Netz eingespeist, gespeichert oder für den Eigenbedarf des Gewächshauses (wie Beleuchtung, Bewässerungssystem usw.) genutzt werden kann, ohne die Produktion zu beeinträchtigen.

Forscher in Saudi-Arabien haben ein solarbetriebenes Gerät entwickelt, das aus der Luft gesammeltes Wasser verwendet, um Spinat zu züchten. Die Forscher drückten Wasser aus dem Hydrogel durch die Abwärme aus der Energieerzeugung durch Sonnenkollektoren. In dem darunter liegenden Metallbehälter kondensiert der Wasserdampf. Das Hydrogel kann die Photovoltaik-Effizienz um bis zu 9 % steigern, indem es Wärme absorbiert und die Temperatur der Paneele senkt.

Dieses innovative Konzept stellt eine langfristige und kostengünstige Möglichkeit dar, die Sicherheit der Lebensmittel- und Wasserversorgung in trockenen Gebieten zu verbessern.

Japan entwickelte das erste und einfachste dynamische System, das aus einer Reihe von Paneelen bestand, die auf dünnen Rohren auf Ständern angebracht wurden, die keine Betonfundamente hatten. Die Paneele können einfach abgenommen werden und sind leicht genug, um von Hand bewegt oder geändert zu werden, wenn sich die Jahreszeiten ändern und die Bauern das Land bearbeiten. Um dem Wind besser standzuhalten, wurde zwischen den Solarmodulen eine große Entfernung eingehalten.

Bei einigen neueren Arten von landwirtschaftlichen Photovoltaiksystemen, die ein Nachführsystem verwenden, kann die Position der Paneele automatisch optimiert werden. Insolight, ein Unternehmen aus der Schweiz, entwickelt beispielsweise statische Solarzellen mit einem integrierten Nachführsystem. Das Modul konzentriert das Sonnenlicht auf die Solarzellen und verfügt über einen dynamischen Lichttransmissionsmechanismus, der angepasst werden kann, um den spezifischen Anforderungen der Landwirtschaft gerecht zu werden.

Um das Solarpotenzial zu maximieren und die Produktivität der Solarenergie zu steigern
Laut einer kürzlich veröffentlichten Studie haben Feuchtgebiete, Grasland und landwirtschaftliche Flächen ein hohes Potenzial für die Photovoltaik. Darüber hinaus zeigt die Studie, dass die Umstellung von nur einem Prozent der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf Agrivoltaik den Energiebedarf der Welt decken kann. Übermäßige Hitze kann jedoch die Leistung und Effizienz von Solaranlagen erheblich beeinträchtigen. Pflanzen, die direkt unter PV-Paneelen angebaut werden, können ihre Oberflächentemperatur senken und ihre Effizienz erhöhen. Laut einer Studie der Oregon State University kann die Stromerzeugung durch direkten Pflanzenanbau unter Solarmodulen um zehn Prozent gesteigert werden.

Aufgrund des weltweiten Aufschwungs der photovoltaischen Solarenergie wird es für Landwirte immer wichtiger, ihr Einkommen durch den Anbau von Pflanzen und die Erzeugung nachhaltiger Energie zu steigern. Laut der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) wird die globale Photovoltaik-Kapazität (PV) bis 2021 um 19 % auf insgesamt 843.086 MW steigen.

Reduzieren Sie die Verdunstung und erhöhen Sie die Bodenfeuchtigkeit, um das Pflanzenwachstum zu verbessern. Sonnenkollektoren können die Bewässerungskosten um bis zu 29 % senken, indem sie die Sonne abschirmen. Um den Wasserbedarf der Pflanzen zu decken, wird die Bodenfeuchtigkeit erhöht.

Wenn die Lichtmenge auf eine Pflanze den Punkt der Lichtsättigung erreicht, ist sie nicht mehr optimal. Extreme Kälte und Hitze fordern die Pflanzen auf, mehr Wasser zu verbrauchen, was sie schädigen oder ihr Wachstum verlangsamen kann. Landwirtschaftliche Photovoltaiksysteme (Agrivoltaik) können Hitzestress und andere nachteilige Auswirkungen verringern, indem Solarmodule so viel Licht wie möglich auf die Pflanzen lenken.

Die Agro-Photovoltaik trägt nicht nur zur nachhaltigen Entwicklung bei, sondern auch zum Schutz und zur Verbesserung der biologischen Vielfalt und der Ökosysteme durch das Verbot von Herbiziden, der Verwendung von Bienenstöcken und der Viehzucht am Rande des Geländes sowie durch die Installation von Vegetationsschutzzäunen bei.

Die BayWa r.e. hat in Babberich in den Niederlanden eine ihrer ersten kommerziellen Agri-PV-Anlagen errichtet. Die Agri-PV-Pilotprojekte, die von BayWa r.e. in den Niederlanden und Deutschland durchgeführt wurden, haben dazu beigetragen, die Wissensbasis in diesem Bereich zu stärken. Die Hauptkulturen, die in diesen Studien untersucht wurden, waren Weizen, Kartoffeln, Sellerie, Heidelbeeren, rote Johannisbeeren, Himbeeren, Erdabeeren und Brombeeren.

An heißen Tagen war die Temperatur unter den Platten um zwei bis fünf Grad niedriger als bei konventionellen Gartentechniken, wie die Daten zeigten. Durch Verdunstung geht weniger Wasser aus dem Boden verloren und es gibt weniger Hitzestress. Zusätzlich war die Wärme in der Nacht sogar besser gehalten als die Plastikdeckel, die die Landwirte jetzt verwenden, um die Beeren warm zu halten. Dies könnte dazu führen, dass weniger Plastik in den Betrieben verwendet wird.

In Piolenc in der Weinbauregion Hérault wurde eine Installation durchgeführt, um die Effektivität der Agrivoltaik in verschiedenen landwirtschaftlichen Bereichen zu bewerten. Ihr flexibles agrivoltaisches System hat sechshundert der tausend Quadratmeter Weinreben, die im Rahmen des Versuchsprogramms angepflanzt wurden, beschattet.

Die mit PV beschatteten Weinstöcke benötigten 12-34% weniger Wasser aufgrund der geringeren Evapotranspiration. Darüber hinaus verbesserte die Photovoltaikanlage das Aromaprofil der Trauben, indem sie den Anthocyangehalt (rote Pigmente) um 13 % und den Säuregehalt um 9–14 % erhöhte.

Die meisten Landwirte haben nicht die technischen Fähigkeiten, die erforderlich sind, um eine Photovoltaikanlage zu installieren. Wenn etwas kaputt geht, das sie nicht selbst reparieren können, müssen sie möglicherweise Experten hinzuziehen. Daher können die Kosten für die Beauftragung eines Experten für viele Menschen unbezahlbar sein. Landwirte müssen auch die Instandhaltung der Solaranlage berücksichtigen.

Die Agro-Photovoltaik bietet einen Weg zu einer nachhaltigeren Zukunft, indem Technologie und Natur harmonieren. Es ist a der Zeit, die komplizierten Verbindungen zwischen Solarenergie und Landwirtschaft zu untersuchen und die Vorteile zu berücksichtigen, die sie für widerstandsfähige Ökosysteme, verbesserte Produktivität und eine grünere Welt bieten. Die Agri-Photovoltaik kann durch sorgfältige Überlegungen und Innovationen unseren Weg zu einer harmonischen Koexistenz von Energie und Landwirtschaft erhellen.

Agrivoltaik, die Natur und Technologie kombiniert, verspricht eine nachhaltige Zukunft. Maysun Solar ist ein führender Anbieter von Solarenergie. Seit 2008 ist Maysun Solar mit seinen halbgeschnittenen, MBB-, IBC- und Schindelmodulen Marktführer. Die Solarmodule aus Glas-auf-Glas, silbernen, schwarzen Rahmen und ganz schwarzen funktionieren gut und ergänzen die architektonische Ästhetik. Maysun Solar hat Büros, Lager und Partnerschaften mit Installateuren weltweit. Maysun Solar ist Ihr Partner für Photovoltaik.
 

Quelle:

1. Dinesh, H., & Pearce, J. M. (2016, February). The potential of agrivoltaic systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 299–308. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.024
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4. Movellan, Junko (10 October 2013). "Japan Next-Generation Farmers Cultivate Crops and Solar Energy". renewableenergyworld.com. Retrieved 2017-09-11.
5. Solar Power Europe Agrisolar Best Practices Guidelines Version 1.0, p.43 and p.46 Case study
6. Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture 
7. 5 Major Agrivoltaics Disadvantages by Olivia Bolt，AGRICULTURE 
8. Benefits of Agrivoltaics and 5 real-life examples of successful implementations by Laura Rodríguez
9. Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture by Vector Renewables

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