Agrivoltaik: Vorteile von Solarzellen auf Feldern überwiegen

Untersuchungen in einer der produktivsten Regionen der Welt zeigen die Chancen des Solarausbaus , sofern ein paar Regeln eingehalten werden.

23. April 2025 um 11:40 Uhr / Mario Petzold

Insbesondere die doppelte Nutzung durch Landwirtschaft und Photovoltaik soll überaus vorteilhaft sein. Bild: B. McGill / CC-BY 4.0

An der Michigan State University , USA, sind fast 4.000 Hektar Landfläche im Kalifornischen Längstal oder California Central Valley untersucht worden, die bisher landwirtschaftlich genutzt wurden und jetzt mit Photovoltaik belegt sind. Die Anlagen besitzen zusammen eine Leistung von maximal 2,5 Gigawatt und belegen 0,1 Prozent der gesamten landwirtschaftlichen Fläche der Region.

Die Forschungsgruppe errechnete, dass dadurch Lebensmittel für knapp 86.000 Menschen nicht angebaut werden konnten. Gleichzeitig reicht der produzierte Strom für über 450.000 US-amerikanische Haushalte.

USA sind ein Sonderfall

Allerdings wurde bei der Nahrungsaufnahme von 2.000 Kilokalorien ausgegangen, was in den meisten Ländern der Welt mittlerweile als Diät angesehen wird. In den USA oder Europa müsste der Wert bei 3.500 Kilokalorien liegen, so dass diese Lebensmittel nur für 50.000 Menschen reichen würden.

Gleichzeitig ist der private Stromverbrauch in den USA überdurchschnittlich hoch. In Deutschland zum Beispiel beläuft er sich nicht einmal auf die Hälfte, so dass eine Million Haushalte versorgt werden könnten.

Bedenken erlaubt

Trotz dieser guten Bilanz weist die Studie, die in Nature Sustainability veröffentlicht wurde, darauf hin, dass vor allem der Verlust leistungsstarker Anbauflächen, etwa für Obst, vermieden werden sollte. Auch wird der Flächenverbrauch für Photovoltaik teils unterschätzt. Mit der gesamten Infrastruktur fällt der Landverlust bis zu 25 Prozent höher aus.

Zusätzlich besteht die Gefahr, dass die wirtschaftlichen Anreize zu einem deutlich stärkeren Landverlust führen könnten. In der Studie wird vorgerechnet, dass sich auf einem Hektar Land mit Photovoltaik mehr als 100.000 US-Dollar pro Jahr erwirtschaften lassen. Zum Vergleich: Der Weizenertrag auf dieser Fläche liegt bei 7 Tonnen, aus denen sich etwa 5.000 Packungen Mehl herstellen lassen. Das würde 20 Dollar pro Packung machen.

Richtige Auswahl, richtige Mischung

Der wirtschaftliche Aspekt führt jedoch gleichzeitig zu einer finanziellen Sicherheit für landwirtschaftliche Betriebe, die weniger abhängig von jährlich schwankenden Erträgen werden. Außerdem muss die Nahrungsmittelproduktion gar nicht zwangsläufig sinken.

Ein großer Teil der untersuchten Flächen wurde künstlich bewässert. Dieser Aufwand kann unter Solarzellen nicht nur gespart werden. Es konnten sogar gegenläufige Effekte beobachtet werden.

So wachsen einige Pflanzen mit der Verschattung besser. Der Boden kann die wenige vorhandene Feuchtigkeit besser speichern, während die Bodentemperatur sinkt. In besonders trockenen und heißen Regionen erhöht sich der Ertrag somit. Das gesparte Wasser ließe sich dann für andere Flächen einsetzen oder speichern, um Dürren zu begegnen.

Insgesamt stellte das Forschungsteam fest, dass die kombinierte Nutzung durch Solarmodule und Beweidung oder Anbau von Blühpflanzen den Verlust bei der Nahrungsmittelproduktion teilweise ausgleichen kann. Gleichzeitig generiert der produzierte Strom stabile Einkünfte.

In weiteren Untersuchungen sollen andere Regionen mit anderen klimatischen Bedingungen untersucht werden, um auch hier die bestmögliche Kombination zu finden und bisher nicht beachtete Auswirkungen zu untersuchen.