Solarenergie: Einmal säen, zweimal ernten

Sie spenden Schatten, schützen den Boden und erzeugen Strom: PV-Anlagen auf Feldern sollen künftig viel Strom liefern. Bleibt eine Sorge: die um den Ertrag.

Ein Bericht von Werner Pluta veröffentlicht am 19. Mai 2023, 12:30 Uhr

Agri-PV-Anlage in Süddeutschand: Ein Prozent der Ackerflächen mit Solarmodulen könnten neun Prozent des Strombedarfs decken. (Bild: Fraunhofer ISE)

Zwei Ernten im Jahr sind in unseren Breiten eher nicht möglich, dafür sollen Landwirte künftig auf andere Art doppelt ernten: Sie sollen Strom generieren und ins Netz speisen. Den Platz haben sie. Vielfach stehen auf Äckern, Wiesen und Weiden schon jetzt Windräder. Nun sollen Solarmodule folgen, Agri-Photovoltaik (Agri-PV) nennt sich das.

Das Konzept ist einfach: Auf den großen Flächen werden PV-Module aufgestellt, um dort neben Getreide, Obst oder Gemüse auch Strom zu erzeugen. Eines der noch wenigen Kraftwerke in Deutschland steht auf einem Feld im Norden von Rheinland-Pfalz.

In Gelsdorf bei Bad Neuenahr-Ahrweiler haben das Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und Baywa Re, ein Entwickler und Dienstleister im Bereich erneuerbare Energien aus München, eine Testanlage errichtet. Bis Anfang 2025 wollen die Projektpartner die Vor- und Nachteile der Kombination aus Obstanbau und Stromerzeugung aus Sonnenlicht ausloten.

Solarmodule stehen zwischen Apfelbäumen

Auf der Wiese werden Reihen von Apfelbäumen von Photovoltaik-Modulen überragt – natürlich andere als die, die auf Dächern montiert werden. Die Solarzellen sind so angeordnet, dass sie den Apfelbäumen nicht das ganze Sonnenlicht wegzunehmen, das die Pflanzen als Energiequelle brauchen, um Photosynthese zu betreiben.

Es gibt verschiedene Varianten von PV-Modulen, die je nach Anwendung eingesetzt werden. Da sind zunächst die bodennahen, die bis zu zwei Meter hoch sind. Zwischen ihnen können beispielsweise Schafe grasen. Sind die Module höher als zwei Meter, werden sie aufgeständert. Dann können sich Menschen, Tiere oder auch Landmaschinen darunter bewegen.

Die Module können senkrecht, schräg oder waagerecht angeordnet sein, sie können fest installiert werden oder so, dass die dem Stand der Sonne nachgeführt werden. Beide Varianten testet das Fraunhofer ISE in Gelsdorf.

Die Solarmodule schützen die Bäume

Dort bilden die Solarmodule ein Dach über den Apfelbäumen. Damit übernehmen sie neben der Stromerzeugung eine weitere Funktion: Sie schützen die Pflanzen vor Hagel und Starkregen. Normalerweise spannen die Agrarbetriebe dafür Schutznetze über ihre Plantagen. Ein weiterer Vorteil: Die Module schützen die Pflanzen vor zu starker Sonneneinstrahlung und den Boden vor Austrocknung – beides gewinnt im Zuge der fortschreitenden Klimaerwärmung ebenso wie der Schutz vor Extremwetter an Bedeutung.

"Wir stellen bei unseren Forschungsanlagen bisher eine homogenisierende Wirkung fest", erläutert Oliver Hörnle im E-Mail-Interview mit Golem.de. Hörnle ist am Fraunhofer ISE Projektleiter für die Modellregion Agri-Photovoltaik Baden-Württemberg. "Bei extrem heißen Perioden ist es unter der Anlage kühler. In kalten Perioden ist es tendenziell wärmer. Strahlungsfröste können für den bedeckten Bereich gänzlich vermieden werden."

Bei fast jeder Form der Landwirtschaft kann Agri-PV eingesetzt werden: auf Viehweiden und Wiesen ebenso wie auf Feldern für Getreide, Ölpflanzen, Gemüse und Kräuter. Felder sind praktisch wegen der großen Flächen. Solarmodule können aber ebenso in Obstplantagen wie in Gelsdorf installiert werden, oder in Weinbergen.

"Grundsätzlich ist jede Kultur denkbar, es geht im konkreten Anwendungsfall immer um die Lösung vorliegender Probleme", sagt Hörnle. "Am besten eigenen sich Sonderkulturen, die ohnehin geschützt werden müssen, und Schattenpflanzen.".

Am wenigsten geeignet sind seinen Angaben nach sogenannte C4 Pflanzen. Das sind Pflanzen, die eine besondere Form der Photosynthese betreiben, zu denen etwa Mais gehört. Allerdings könnte bei Maisanbau in Regionen mit wenig Wasser Agri-PV Vorteile bieten.

Das klingt doch gut: Agrarbetriebe liefern künftig neben ihren Produkten auch noch sauberen Strom. Ganz so einfach ist es aber nicht.