Immer häufiger werden zur Stromerzeugung aus Solarenergie Agri-Photovoltaikanlagen (Agri-PV) auf landwirtschaftlichen Flächen installiert. Mancher ging bisher davon aus, dass die darunter liegenden Flächen für die Landwirtschaft schlecht nutzbar und nur durch Schafe oder andere Tiere zu beweiden seien. Einigen Pflanzen hilft jedoch die Beschattung durch die Solarmodule. Besonders dann, wenn es trocken wird, profitieren nahezu alle Pflanzenkulturen von der Beschattung, so eine Studie der Universität Hohenheim.
Vor allem in trockenen Regionen und bei Dürreperioden profitiert die Landwirtschaft von der Beschattung des Bodens durch Solaranlagen. Denn durch die Beschattung verdunstet weniger Wasser, was wiederum den Pflanzen zugutekommt. Dies wurde bislang nur vermutet, nun aber durch eine Studie der in Stuttgart ansässigen Universität Hohenheim bestätigt.
Die Kombination aus Photovoltaik und Landwirtschaft kann somit zum Teil einer Lösung werden, denn viele Bauern in zahlreichen Regionen der Welt, auch in Deutschland und Europa, sind von einer Wasserknappheit betroffen.
Lisa Pataczek, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Universität Hohenheim, äußerte zum Ergebnis der Studie folgendermaßen:
„Zwar verringert die Beschattung durch die Photovoltaikanlage die Erträge, wenn ausreichend Wasser für das Pflanzenwachstum zur Verfügung steht. Bei Wasserknappheit profitieren die Pflanzen jedoch von der geringeren Verdunstung und damit einem geringeren Wasserverlust: Der Ertrag ist höher als auf den unbeschatteten Flächen.“
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Agri-Photovoltaik sollte weltweit genutzt werden
Agri-Photovoltaikanlagen (Agri-PV) steigern bei Trockenheit landwirtschaftliche Erträge durch Beschattung. Die Beschattung führt zu geringerer Wasser-Verdunstung, was den Pflanzen zugutekommt (Symbolbild).
Die Forscher sind der Ansicht, dass die stabilisierende Wirkung die Agri-Photovoltaik zu einer vielversprechenden Technologie mache. Besonders hoch sei das Potenzial in trockenheitsanfälligen Regionen weltweit. Hierzu zähle man unter anderem den Westen der USA, das südliche und östliche Afrika, den Nahen Osten, Indien, Australien und die Arabische Halbinsel. In Ländern, die ausgeprägte Dürreperioden und einen massiven Bevölkerungsanstieg verzeichnen, wie es beispielsweise in Indien der Fall ist, sei die Verschattung durch Agri-Photovoltaikanlagen von Bedeutung. Der Leiter der Studie, Professor Andreas Schweiger, äußerte: „Zudem stellt in den Randgebieten aller großen Wüsten der Welt die Photovoltaik eine Strategie zur Bekämpfung der Wüstenbildung dar.“
Auch heute schon gibt es in Europa zahlreiche Regionen, in denen das Grundwasser knapp wird. Als Beispiele seien hier Spanien und Frankreich sowie weitere Mittelmeerstaaten genannt. Mit dem Aufbau von Agri-Photovoltaikanlagen könne die Erschöpfung der Ressource Wasser verringert werden. Gleichzeitig lassen sich CO2-Emissionen aus der Stromerzeugung verringern. „Damit trägt die Agri-Photovoltaik nicht nur dazu bei, die Auswirkungen des Klimawandels in bereits als trocken eingestuften Regionen abzuschwächen. Sie wird vor allem für Regionen von Bedeutung sein, die in Zukunft mit einer zunehmenden Wasserknappheit konfrontiert sein werden, wie zum Beispiel in großen Teilen der Mittelmeerregion,“ so Professor Schweiger weiter.
Die Studie zeigt aber auch, dass das Potenzial zur Ertragssteigerung von den klimatischen Bedingungen abhängt und sehr unterschiedlich ausfalle. Dies hänge davon ab, welche Pflanzen unter bzw. hinter den Paneelen angebaut werden. Viele der bisher untersuchten Pflanzen tolerieren eine Beschattung von 15 Prozent, ohne dass es zu nennenswerten Einbußen kommt. Beeren, Obst und Fruchtgemüse können von einer Beschattung profitieren, aber die Erträge von Futterpflanzen, Blattgemüse, Knollenfrüchten, Hackfrüchten und von den meisten Getreidepflanzen leiden minimal. Starke Einbußen beim Ertrag sind bei Feldfrüchten zu verzeichnen, die viel Sonne benötigen, wie beispielsweise Mais, Soja, Lupinen und Ackerbohnen. Diese haben selbst bei geringer Beschattung einen niedrigen Ertrag. Allerdings fehle es noch an detailliertem Wissen über mögliche Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Agri-Photovoltaik-Formen und den verschiedenen Pflanzen. Hier besteht also noch großer Forschungsbedarf.
Denn die Reaktionen beschränken sich keineswegs nur auf die Wasserversorgung, sondern haben weitere Auswirkungen. „So beginnen viele Pflanzen im Schatten, das Wachstum des oberirdischen, photosynthetisch aktiven Blattmaterials zu erhöhen. Interessant ist dies zum Beispiel bei Salat, da dieser Teil der Pflanzen von wirtschaftlichem Interesse ist“, so Lisa Pataczek weiter.
Neue Forschungsergebnisse können nicht nur dazu beitragen, optimale Pflanzen für den jeweiligen Standort auszuwählen. Sie können auch dazu beitragen, neue intelligente Agri-PV-Systeme zu entwickeln, welche beispielsweise auf Stresssignale der Pflanzen in Echtzeit reagieren können und so die Ausrichtung der Paneele und die dadurch entstehende Beschattung zu steuern. Es ist also sehr sinnvoll, in die weitere Erforschung der Agri-Photovoltaik-Technologie zu investieren.
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