allTEIL C

Sonderformen der photovoltaischen Nutzung


Solare Großprojekte erfordern freie Flächen oder Ackerland mit beträchtlicher Ausdehnung, was zunehmend teurer und schwieriger umzusetzen ist – besonders in der Nähe von urbanen Zentren. Als Alternativen mit großem Potential gelten die hier als erstes behandelte Agriphotovoltaik - sowie die schwimmenden Solaranlagen, die im Anschluß dokumentiert werden.

Zu den weiteren Standorten, die unter den Sonderformen der photovoltaischen Nutzung behandelt werden, gehören PV-Anlagen an und auf Lärmschutzwänden, auf und über Straßen und Wegen, über Kanälen und an Staumauern, in Gleisbetten sowie auf Mülldeponien. Also jeweils an, auf oder über bereits genutzten Flächen, die im Zuge ihrer Bestückung mit Solarpaneelen eine Doppelfunktion bekommen, ohne daß ihre ursprüngliche Funktion dabei beeinträchtigt wird. Ganz im Gegenteil: Es erweist sich, daß auch hier immer wieder interessante und nützliche Synergieeffekte auftreten.

Weitere Möglichkeiten im urbanen Umfeld bieten der Einsatz von Solar-Dachschindeln, Solar-Fassaden und insbesondere Solar-Fenstern, die ebenfalls ein überaus großes Potential habein und im Kapitelteil der Solararchitektur umfassend dokumentiert sind (s.d.).

Unberücksichtigt bleiben in der vorliegenden Übersicht Solaranlagen auf ehemaligen Golfplätzen, auf neu aufgeschütteten Inseln - wie sie aus Japan bekannt sind -, oder Anlagen, die gleichzeitig Dächer von Parkplätzen sind, da diese eindeutig den Dachanlagen zuzuordnen sind. Obwohl diese in südlichen Ländern natürlich sehr sinnvoll sind, wo in der Sonne abgestellte Autos förmlich kochen: In unserem Ascona in Syrien zerschmolz tatsächlich einmal ein Plastikthermometer, das ich an der Armaturenfläche angebracht hatte ... und das nun aussah wie eine Homage an Dali.

 


Agriphotovoltaik (A)


Ein besonders interessanter Bereich der Solartechnik ist die sinnvolle Verbindung der Erzeugung von Solarstrom mit der landwirtschaftlichen Produktion auf der gleichen Fläche, eine neue Synergie, die unter den Begriffen Agriphotovoltaik (auch: APV, Agri-Photovoltaik, Agri-PV, Agrivoltaik), Agro-Photovoltaik (Agrovoltaik, Agro-PV)  bzw. Agrar-Photovoltaik (Agrar-PV) bekannt wird. Da Solaranlagen häufig die Landwirtschaft verdrängen, was zu Spannungen zwischen den beiden Landnutzungen führt, wird die Agriphotovoltaik als potentielle Win-Win-Situation gesehen.

Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit der solaren Doppelnutzung beginnt in den frühen 1980er Jahren in Deutschland mit den Arbeiten von Prof. Adolf Goetzberger und Armin Zastrow am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fh-ISE) in Freiburg. Als Beispiele sei auf den 1981 im Magazin Sonnenregie veröffentlichten Artikel ‚Kartoffeln unter dem Kollektor‘ sowie auf den im Februar 1982 im International Journal of Solar Energy erschienenen Artikel ‚On the Coexistence of Solar-Energy Conversion and Plant Cultivation‘ verwiesen.

Es dauert allerdings fast 35 Jahre, bis diese Ansätze mit einem 2015 errichteten Agriphotovoltaik-Pilotprojekt am Bodensee in Süddeutschland in die Realisierungsphase übergehen (s.u.). Dabei kennt jeder Mensch, der in südlichen heißen Ländern lebt, den großen Wert von Schatten, ob dem einer Palme – oder dem eines Solarpaneels.


Im Jahr 2004 schlägt der Südtiroler Seilbahn-Ingenieur Günter Czaloun eine Photovoltaik-Nachführung mit einem Seilgestell-System vor, dessen Paneele je nach Bedarf ausgerichtet werden können, um die Stromerzeugung zu verbessern oder um Pflanzen zu beschatten. Eine Hochkabelstruktur, bei der die PV-Module mehrere Meter über dem Boden schweben, bildet eine interessante Lösung für die Agriphotovoltaik und bietet zudem Vorteile wie die Unabhängigkeit von den Bodenverhältnissen sowie den Schutz der Module vor Beschädigung durch Menschen oder Tiere oder vor Überschwemmungen.

Czaloun meldet 2005 und 2006 in Österreich zwei Patente an, die von einer österreichischen Seilbahngesellschaft übernommen werden. Auf Grundlage dieser Patente wird in Zusammenarbeit mit diesem Unternehmen 2007 in Südtirol eine erste, ca. 32 x 32 m große Pilotanlage mit einem zweiachsigen Modulnachführsystem gebaut, das über die Tragseile bedient wird.

Trotz des technischen Erfolgs wird die Initiative von dem österreichischen Unternehmen jedoch nicht weiterverfolgt, da ein derartiges Konzept aufgrund der hohen Kosten damals kaum verkäuflich ist. Ein von Czaloun weiterentwickelter Ansatz mit nur vier Säulen wird im Frühjahr 2017 zum Patent angemeldet. Das auf der Intersolar 2017 in München ausgestellte Modell SEIS weckt das Interesse zahlreicher Besucher aus der ganzen Welt. Ein komplettes Systeme kann allerdings lange nicht vertrieben werden (s.u. bei der Firma Leitner Energy GmbH).

Ein ganz ähnliches System, das auf den Seilbahnbauer Roland Bartholet in der Schweiz zurückgeht, wird Mitte 2010 von der in Flums beheimateten Firma Flumroc AG vorgestellt. Das Solar Wings genannte System, das über dem Logistikareal des Unternehmens installiert wird und mittels einer Tragseilkonstruktion dem Lauf der Sonne folgt, verspricht eine um einen Viertel höhere Leistung als fest montierte Varianten. Ich habe dieses System bereits im Kapitelteil über die Sonnennachführungssysteme (Solar Tracker) vorgestellt.

Dem Stand von 2021 nach haben sich diese Hochkabelstrukturen bislang aber noch nicht auf dem Markt positionieren können. Ein Grund dafür mag das mangelnde Vertrauen in Stahlseile sein, das außerhalb der Zunft der Seilbahnbauer wohl weit verbreitet ist.

Doppelnutzungs-Pilotprojekt in Montpellier

Doppelnutzungs-Pilotprojekt
in Montpellier


Im Jahr 2010 wird das weltweit erste wissenschaftliche Doppelnutzungs-Pilotprojekt in Frankreich, in Nähe der Stadt Montpellier, installiert. Der Agrarwissenschaftler Christian Dupraz und seine Kollegen vom französischen Agrarforschungsinstitut INRA errichteten den allerersten ‚agrivoltaischen Bauernhof‘ auf einem 860 m2 großen Feld, unterteilt in vier benachbarten Parzellen – zwei in voller Sonne als Kontrollflächen, eine unter einer PV-Paneel-Anordnung mit Standarddichte, sowie eine unter einer Anordnung mit halber Dichte.

Über dieses experimentelle 50 kW System mit 4 m Aufständerung, das den Namen Solar Food Farm trägt, wird im Renewable Energy Journal eine umfassende Studie veröffentlicht, in der u.a. ein Modell für die Strahlungsintensität innerhalb eines PV-Solarfelds entwickelt wird, das auch die Randeffekte berücksichtigt (‚Combining Solar Photovoltaic Panels and Food Crops for Optimizing Land Land Use: Towards New Agrivoltaic Schemes‘).

Die Forscher gehen eigentlich davon aus, daß die Pflanzenproduktivität im Schatten zurückgehen würde, da die Pflanzen mit den Sonnenkollektoren um das Licht und möglicherweise um Wasser konkurrieren müssen. Sie fragen sich aber auch, ob der Schatten in einer sich zunehmend erwärmenden Welt die Produktivität der Pflanzen möglicherweise verbessern könnte.

Am Ende von drei Vegetationsperioden stellen die Forscher fest, daß die Kulturen unter der PV-Beschattung mit voller Dichte fast 50 % ihrer Produktivität einbüßen, verglichen mit ähnlichen Kulturen auf den voll besonnten Parzellen. Die Pflanzen unter der halbdichten Beschattung sind jedoch genauso produktiv wie die Pflanzen in den unbeschatteten Kontrollparzellen; in einigen Fällen sind sie sogar produktiver.

Der Grund dafür ist die Fähigkeit der Pflanzen, sich an geringere Lichtverhältnisse anzupassen. Salatpflanzen beispielsweise tun dies, indem sie ihre Blattfläche vergrößern und die Blattanordnung verändern, um das Licht effizienter zu nutzen. Und in Bezug auf das Wasser zeigt das Experiment, daß die Beschattung von bewässerten Gemüsepflanzen mit PV-Paneelen eine Einsparung von 14 – 29 % des verdunsteten Wassers ermöglicht, je nach Beschattungsgrad und angebauter Pflanze. Was vor dem Hintergrund der globalen Erwärmung und der Wasserknappheit in naher Zukunft einen großen Vorteil darstellen könnte.

Auch Projekte mit solarem Doppelnutzungskonzept für Weintrauben erzielen in Frankreich vielversprechende Ergebnisse. Die zusätzlichen Beschattung durch die aufgeständerten Solarsysteme führt zu einer Wassereinsparung von 20 % bei Steigerung der Erträge und zu einer Reduzierung des Alkoholgehalts der Weine bei Erhalt ihres Aromaprofils. Winzer haben nämlich das Problem, daß sich die Weinernte aufgrund des Klimawandels um drei bis vier Wochen verfrüht und die Weine einen zu hohen Zucker- und Alkoholgehalt haben, ihnen jedoch die Säure und innere Reife fehlt. Zudem kommt es aufgrund der extremen Hitze zunehmend zu Sonnenbrandschäden an Trauben.


Ebenfalls im Jahr 2010 gibt die Agentur für Erneuerbare Energien e.V. in Berlin eine Studie mit dem Titel ‚Solarparks – Chancen für die Biodiversität‘ heraus, in der erstmals das Wissen zu den Auswirkungen von Photovoltaikanlagen auf die Artenvielfalt zusammengetragen sowie Empfehlungen für naturschutzfachliche Maßnahmen bei ihrer Errichtung und dem Betrieb gegeben werden.

Fast zehn Jahre später, im November 2019, erscheint die vom Bundesverband Neue Energiewirtschaft e.V. (bne) herausgegebene und im Netz einsehbare Studie zum aktuellen Stand der Thematik namens ‚Solarparks – Gewinne für die Biodiversität‘, für die Unterlagen zur Flora und Fauna von 75 Freiflächen-Solaranlagen in Deutschland ausgewertet wurden. Die Resultate belegen, daß Solarparks grundsätzlich positiv auf die Biodiversität wirken. Sie zeigen außerdem, welcher Aufbau – insbesondere in Bezug auf den Reihenabstand der Module und auf die Pflege der Reihenzwischenräume – dabei helfen kann, die Biodiversität zu steigern.

Erschreckend ist hingegen, daß der Begriff Agrphotovoltaik (bzw. Agrivoltaics) nur ein einziges Mal erscheint – in einem Quellenverweis auf die aktuelle Arbeit von Barron-Gafford et al. (s.u.).

Testfeld in South Deerfield

Testfeld in
South Deerfield


In den USA erforschen Wissenschaftler der University of Massachusetts Amherst (UMass) um Prof. Stephen J. Herbert die Möglichkeit, unter APV-Anlagen eine viel breitere Palette von Nutzpflanzen anzubauen als bisher: „Bauernhöfe wechseln ständig ihre Kulturen, daher wollen wir kein System entwickeln, das nur mit einer einzigen Kultur funktioniert“. Übergeordnetes Ziel ist es, die Landwirte davon zu überzeugen, die Doppelnutzung auszuprobieren, die es ihnen ermöglicht, in Solaranlagen zu investieren und gleichzeitig die landwirtschaftliche Nutzung ihrer Flächen fortzusetzen.

Die Anfänge des Projekts reichen bis ins Jahr 2008 zurück, als Dave Marley, der Besitzer eines Bauunternehmens, eine 88 kW Solaranlage auf dem Dach seines Firmensitzes in Amherst installiert und bald darauf beschließt, noch mehr Energie erzeugen zu wollen. Er zieht zwar Ackerland als Standort in Betracht, ist aber fest entschlossen, einen Weg zu finden, die landwirtschaftliche Nutzung des Landes dabei nicht zu unterbinden.

Im Jahr 2009 knüpft Marley Kontakte zu Forschern an der UMass, und 2010 wird seine Vision mit dem Bau einer Agriphotovoltaik-Anlage auf einer von Studenten geführten Forschungsfarm der Universität in South Deerfield Wirklichkeit. Hier beginnt man 2011, unter zwei parallelen Reihen von jeweils 36 Solarpaneelen, die in etwa 2,3 m Höhe sitzen und eine Gesamtleistung von 144 kW erreichen, Pflanzen wie Grünkohl, Mangold, Salat, Bohnen, Brokkoli und Paprika anzubauen.

Auf dem Gestellsystem der APV-Anlage sind jeweils Gruppen von drei Modulen auf verschiebbaren Trägern angeordnet, so daß die Abschnitte 60 – 150 cm voneinander wegbewegt werden können. Bei einen Abstand von 100 – 120 cm zwischen den Paneelen werden 90 – 95 % des Ertrags erzielt, der bei einer Kontrollreihe unter voller Sonne erreicht wird. Als Gras und andere Futterpflanzen für Kühe angebaut werden, erbringt das Land unter den Paneelen mehr als 90 % mehr Ertrag als das Land, das direkte Sonne erhält.

Edwards Farm

Edwards Farm

Es soll sich um die bislang einzige Farm dieser Art im Land handeln. Was sich durch ein neues Zuschußprogramm des Massachusetts Department of Agricultural Resources allerdings bald ändern könnte, das im Rahmen des Programms für Sonderprojekte auch die ‚Doppelnutzung von Land für Photovoltaik‘ berücksichtigt, für die ein Höchstbetrag von 100.000 $ vorgesehen ist. Dies soll auch dazu beitragen, das Ziel des  Solarenergieprogramms des Bundesstaates zu realisieren, bis 2020 insgesamt 1.600 MW Solarstrom zu erzeugen.

2011 gründet Marley in Amherst die Firma Hyperion Systems, um den neuen Ansatz zu kommerzialisieren. Nach seinem Tod im Jahr 2013 übernimmt sein Sohn James das Unternehmen, das in den Folgejahren zwei Anlagen errichtet: eine auf der Melnik Farm (25kW) auf einer privaten Pferdeweide, und eine größere auf der Edwards Farm (100 kW), die als die erste echte APV-Anlage der Firma bezeichnet wird.


Eine zweite US-Firma, die sich schon früh mit der Agriphotovoltaik beschäftigt, ist die 2012 von Barry Sgarrella gegründete SolAgra Co. in Novato, Kalifornien (die übrigens nichts mit der SolAgra Canada Inc. gemein hat). Dieses Unternehmen arbeitet mit Heiner Lieth an der University of California at Davis zusammen und entwickelt ein patentiertes Design, das SolAgra-Farming genannt wird. Daneben läßt sich die Firma noch Begriffe wie SunSharing, SunShading, CounterTracking, DynamicShifting und UmbrellaEffect als eingetragene Marken schützen.

Ein erstes APV-Versuchskraftwerk wird auf 0,4 ha errichtet, um das Wachstumsverhalten einer Vielzahl von Pflanzen zu untersuchen: Alfalfa, Sorghum, Salat, Spinat, Rüben, Karotten, Mangold, Radieschen, Kartoffeln, Rucola, Minze, Rüben, Grünkohl, Petersilie, Koriander, Bohnen, Erbsen, Schalotten und Senf. Nähere technische Details drüber sind allerdings nicht zu finden.

Im Dezember 2015 genehmigt die Planungskommission des Solano County ein APV-Pilotprojekt von SolAgra auf Ryer Island, bei dem die Firma auf einem 9,47 ha großen Projektgelände landwirtschaftliche Forschung zum Anbau von Nutzpflanzen unter Solaranlagen betreiben will. Hier ist zudem eine Energiespeicherung mittels Druckluft geplant.

Das erste kommerzielle Projekt des Unternehmens wird ein 144 kW System sein, das Solarmodule und Helix-Tracker von SunPower verwendet. Der Projektstandort befindet sich im kalifornischen Rio Vista bei der Paul Graham Drilling Company (PGD), die der Stahlhersteller für das Demonstrationsprojekt ist und auch den erzeugten Strom kaufen wird. Hier sollen auf einer eine Fläche von jeweils ca. 275 m2 Alfalfa, Sorghum und Weidelandgras angebaut werden. Der Baubeginn ist eigentlich für 2018 geplant, doch bislang wurde noch kein Vollzug gemeldet.


Bereits im Jahr 2011 wird in Italien in Zusammenarbeit zwischen der Universität Piacenza und der neu gegründeten Firma REM TEC S.r.l. aus Asola und mit profunder wissenschaftlicher Begleitung in Monticelli D’Ongina eine 3,23 MW (andere Quellen: 6,7 MW) Anlage entworfen und installiert, mit der Daten über verschiedene Feldfrüchte wie Reis, Weizen, Mais und Soja gesammelt werden.

Das Besondere an diesem Projekt ist, daß die Solarpaneele auf einachsigen Trackern sitzen und dadurch vor allem Daten und Erfahrungen mit nachgeführten Solarmodulen und ihren Auswirkungen auf die Beschattung und Entwicklung der Pflanzen liefern. Diese Ergebnisse zeigen, daß ein angepaßtes PV-Nachführsystem die Ernteerträge steigern kann, indem es in den frühen Stadien der Pflanzenentwicklung, wenn die Anforderungen der Pflanze an die Sonneneinstrahlung höher sind als in späteren Stadien, mehr Sonnenlicht ‚durchlassen‘.

Agrovoltaik-Anlage in Jinzhai

Agrivoltaik-Anlage
in Jinzhai

Die REM TEC ist auch in den Folgejahren aktiv und konstruiert z.B. 2016 eine Agrovoltaik-Anlage mit 544 kW in Jinzhai, Provinz Anhui, China. Unter den einachsigen Trackern werden Reis und Sojabohnen angebaut.

Im Oktober 2018 erreicht die Firma bei einer Anhörung in Den Haag die Nichtigerklärung des 2013 vom Fraunhofer Institut angemeldeten Patents EP 2811819, das sich auf Agro-Photovoltaik-Anlagen bezieht und Merkmale beansprucht, die bereits in der 2011 in Italien installierten Agrovoltaico-Anlage von REM TEC vorhanden sind.

Im November 2019 geht die erste Anlage der Firma in Frankreich in Betrieb. Sie besteht aus zwölf Nachführsystemen der neuesten Generation und bifazialen (d.h. beidseitig aktiven) Modulen mit einer Gesamtleistung von 117 kW. Diese Form von Modulen hat einen interessanten Nebeneffekt: Im Winter können sie das vom Schnee am Boden reflektierte Licht nutzen, wodurch die Sonnenstromernte auf das Jahr hochgerechnet um bis zu 25 % höher ausfällt.

2020 folgt eine 310 kW Agrivoltaik-Anlage in der italienischen Gemeinde Solignano, und 2021 wird mit dem Bau der ersten Anlage in Japan begonnen. Sie befindet sich in der Präfektur Ibaraki und hat eine Leistung von 85,76 kW. Wobei dies nur einige Beispiele sind.

Daneben ist die REM TEC Sponsor der ersten europäischen Konferenz über Agrivoltaik, die Mitte Oktober 2020 in Perpignan, Frankreich, stattfindet – und versucht mit dem patentiertem Miniwind Agrovoltaico eine Kombination von Wind- und Solarenergie im Agrovoltaico-System zu vermarkten. Dabei werden kleine, verdrillte Savonius-Rotoren auf die vertikalen Tracker-Träger gesetzt. Die Effektivität scheint jedoch sehr bescheiden zu sein, denn mehr ist über diesen Ansatz nicht zu erfahren.


Ein weiterer Pionier der Agrivoltaik-Entwicklung ist Japan, wo das Ministerium für Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei (MAFF) im April 2013 die Installation von PV-Anlagen auf bestehendem Ackerland genehmigt. Gemäß dem Gesetz über landwirtschaftliche Flächen war die Solarstromerzeugung auf produktivem oder ungenutztem Ackerland zuvor verboten gewesen. Die gemeinsame Nutzung wird als eine Möglichkeit betrachtet, die japanische Landwirtschaft wiederzubeleben und gleichzeitig zur Deckung des Energiebedarfs des Landes beizutragen.

Das Konzept dieser Doppelerzeugung, die in Japan als Solar Sharing bekannt ist, wurde 2003 von dem pensionierten Landmaschineningenieur Prof. Akira Nagashima entwickelt, der später Biologie studierte und dabei den sogenannten ‚Lichtsättigungspunkt‘ kennenlernte: Demnach steigt die Photosyntheserate mit zunehmender Bestrahlungsstärke nur bis zu einem bestimmten Punkt. Darüber hinaus führt jede weitere Erhöhung der Lichtmenge, die auf die Pflanze trifft, zu keiner Steigerung der Photosyntheserate mehr.

Mit dem Wissen, daß zuviel Sonne dem Wachstum der Pflanzen nicht zuträglich ist, kommt Nagashima auf die Idee, Photovoltaikanlagen und Landwirtschaft zu kombinieren. Er entwickelt und patentiert eine spezielle Struktur aus Rohren und Reihen von PV-Paneelen in bestimmten Abständen, und legt in der Präfektur Chiba mehrere Testfelder mit unterschiedlichen Beschattungsgraden und Pflanzen an.

Die auf den ersten Blick bescheiden wirkende Struktur ist dem MAFA geschuldet, welches nämlich vorschreibt, daß solcherart PV-Systeme eine einfache Struktur ohne Betonfundamente haben und auch leicht demontierbar sein müssen. Dies ermöglicht es den Landwirten, die Anlagen je nach Fruchtfolge und Bedarf zu entfernen oder zu versetzen.

Zudem müssen die PV-Montagestrukturen so konzipiert und gebaut sein, daß sie ausreichend Sonnenlicht für die Pflanzen und Platz für die landwirtschaftlichen Maschinen bieten, damit diese sich bewegen können. Aufgrund der leichten und offenen Bauweise halten die Teststrukturen auch starken Winden und sogar dem Erdbeben während der Fukushima-Tsunami-Katastrophe im Jahr 2011 stand.

Kazusatsurumai Solar Sharing Project

Kazusatsurumai
Solar Sharing Project

Auf der Grundlage seiner Tests empfiehlt Nagashima eine Beschattungsrate von etwa 32 % für eine landwirtschaftliche Fläche, um ein angemessenes Wachstum der Pflanzen zu erreichen. Was bedeutet, daß für jedes installierte PV-Modul doppelt so viel leere Fläche vorhanden sein muß. Er weist zudem auf einige Vorteile von PV-Anlagen gegenüber Gras auf Weiden hin: Die Anlagen können Rindern oder Schafen Schatten spenden, um sie sich darunter auszuruhen, und aufgrund der höheren Bodenfeuchtigkeit verringert die Beschattung die Bewässerungskosten.

Nach Einführung des Einspeisetarifs (Feed-In Tariff, FIT) in Japan im Juli 2012 ist das erste Solar-Sharing-Projekt, das realisiert wird, eine 34,8 kW Anlage aus 348 PV-Paneelen, die im April 2013 in der Stadt Ichihara, Präfektur Chiba, errichtet wird. Die 3 m hoch aufgeständerte Anlage ist auf 750 m2 Ackerland installiert und erzeugt jährlich rund 35.000 kWh Strom, was dem Verbrauch von zehn Haushalten entspricht. Angepflanzt werden hier u.a. Kürbisse, Erdnüsse, Tomaten, Yamswurzeln, Auberginen, Gurken und niedrige Obstbäume. Die Kosten für das Kazusatsurumai Solar Sharing Project belaufen sich auf etwa 126.000 $.

Eine weiteres 50 kW Solar-Sharing-Projekt entsteht in der Präfektur Aichi, wo auf 7,7 Hektar Ackerland etwa 600 PV-Paneele auf 5 m hohen Stahlrohren montiert werden und damit die angebauten Dekobon-Zitrusbäume überragen. Da die Dekobons, eine japanische Kreuzung aus Mandarine und Orange, unter dem PV-System geerntet werden, werden sie unter dem zugkräftigen Namen Solarbon verkauft.

Das Solar-Sharing breitet sich aber auch auf andere Präfekturen wie Mie, Iwate und Ibaraki aus. Insbesondere Landwirte in der Präfektur Fukushima setzen auf Solar-Sharing in der Hoffnung, den Strom verkaufen zu können, um die Verluste aus den Kernschmelzen und Explosionen im Kernkraftwerk Daiichi zu decken. Die Landwirte können das Geld aus dem Verkauf des erzeugten Stroms zur Verbesserung des Ackerlands oder zur Deckung von Einkommensverlusten aufgrund der Angst vor der Strahlung verwenden.

In Minami-Soma startet die Präfekturregierung ein Modellprojekt, bei dem ein 2.000 m2 großer Bauernhof im Stadtbezirk Odaka der gemeinsamen Nutzung gewidmet wird. Es handelt sich um eine Zone, die für die Rückkehr der Bewohner vorbereitet wird, da die Strahlenbelastung 20 Millisievert pro Jahr oder weniger beträgt. Hier werden 1,9 m über dem Boden 500 Solarpaneele installiert, unter denen Auberginen, Chilischoten und andere Produkte angebaut werden.

Neben dem Modellprojekt in Minami-soma plant die Stiftung Eko Ene Minami-soma Kenkyu Kiko ein Solar-Sharing-Projekt auf etwa 600 m2 Ackerland – und auch die Stadtverwaltung von Aizubange in der Präfektur Fukushima erwägt die Einführung des Systems.

Im November 2013 nimmt die Solar Sharing Association, die sich zum Ziel gesetzt hat, die Verbreitung des Solar Sharing zu fördern, das Kraftwerk Hayashi in Chiba City in Betrieb. Dieses ist auf etwa 645 m2 Ackerland auf Masten aufgestellt und besteht aus 272 Solarpaneelen mit einer Gesamtleistung von rund 25 kW.

Der Verband unterstützt auch die solarbetriebene Landwirtschaft, bei der photovoltaisch erzeugter Strom als Energiequelle für den Betrieb von Landmaschinen und automatischen Bewässerungsanlagen genutzt wird.

Solar Sharing in Nagoya

Solar Sharing
in Nagoya

Die Firma Hatsudenman Co., die sich mit der Planung, dem Bau und dem Vertrieb von PV-Systemen beschäftigt, stellt im Juni 2014 in Nagoya, Izunokuni City, Präfektur Shizuoka, die Smart Life Solar Power Generation Plant fertig, bei der Reis- und Dasheenfelder direkt nebeneinander liegen. Dasheen (auch: Taro; Wasserbrotwurzel) ist eine Schattenpflanze, die vom Keimling bis zur Ernte kein intensives Licht verträgt und sich daher gut für das Solar-Sharing eignet.

Bei dieser ersten Anlage der Unternehmens wird außerdem das Sorakaru-System eingesetzt, eine manuelle Drehvorrichtung für Solarzellenmodule. Es aus einem horizontalen Rohr und einem Mechanismus zum Halten und Drehen des Rohrs mit Hilfe einer Winde. Damit kann man die Lichtmenge je nach Art der Ernte anpassen und die Module gemäß der Jahreszeit drehen, wodurch die Stromerzeugung um etwa 5 % erhöht wird. Es ist das erste Projekt in Japan, bei dem Module über Reisfeldern von Hand gedreht werden.

Das System ist über den 1.000 m2 großen Feldern installiert und erzeugt insgesamt 88 kW. Es verfügt zudem über Funktionen zur Vermeidung von starkem Wind und Schneebedeckung und ermöglicht auch eine einfache Reinigung. Die Kosten, um ein 50 kW Solar-Sharing/Sorakaru-Kraftwerk zu bauen, belaufen sich auf ca. 146.000 – 165.000 $. Die Technologie scheint später aber keine Relevanz mehr zu haben.


Im September 2014 veröffentlicht das britische National Solar Centre (NSC) in Bodelva in Cornwall, wo sich auch das 2001 eröffnete Projekt Eden befindet, eine knappe Online-Broschüre mit dem Titel ‚Agricultural Good Practice Guidance for Solar Farms‘, in der die bisherigen Erfahrungen und Grundsätze bewährter Praktiken für die Bewirtschaftung von Kleintieren (Schafe und freilaufendes Geflügel) in Solarparks beschrieben werden.

Als Beispiele werden acht Solarfarmen aus den Jahren 20112013 aufgeführt, in denen die solare Beweidung bereits praktiziert wird. Das Wort Agriphotovoltaik kommt in der Broschüre, die von der National Farmers Union (NFU) verfaßt worden ist, allerdings nicht vor.


In Tsukuba, Präfektur Ibaraki, geht im November 2014 die Oo Power Plant (o. Chickens’ Playground) in Betrieb, wo auf einer Fläche von etwa 1.000 m2 insgesamt 354 Paneele mit einer Gesamtleistung von 40,7 kW installiert sind. Die Paneele sind in 3 m Höhe angebracht, der Verschattungsgrad beträgt 33 % und der Viehbestand besteht aus Hühnern und Ziegen.

Bis 2017 soll es in Japan schon mehr als 1.000 Agriphotovoltaik-Kraftwerke geben.


Ebenfalls im Jahr 2014 baut der französische Projektentwickler juwi EnR s.a.r.l. in der Gemeinde Ortaffa in den Pyrenäen einen 87 ha großen Solarpark mit einer Leistung von 25 MW, der gleichzeitig die lokale Landwirtschaft fördert.

Agro-Solarpark Ortaffa

Agri-Solarpark
Ortaffa

Zwischen den zehn Feldern mit Solarmodulen befinden sich Wiesen und Weiden für die dort angesiedelten Schafe und Bienen. Das Weidenkonzept wird zusammen mit einem Schafzüchter und einem Imker erarbeitet.

Für das Konzept zur landwirtschaftlichen Nutzung der ehemals brachliegenden Fläche werden dort Pflanzen mit besonders viel Nektar zur Ansiedlung regionaler Bienenvölker gesät, und wo keine Honigbienen unterwegs sind, grasen 200 Schafe der gefährdeten Rasse ‚Rouge du Roussillon‘ – denn auch das solare Grasen (solar grazing) gehört zur Agriphotovoltaik – und ist auch schon weiter verbreitet als der gezielte Anbau unter den Paneelen. Mehr zu ‚bestäuberfreundlichen Solaranlagen‘ findet sich weiter unten.

Als Beispiel dafür sei die Benbole Farm in Wadebridge, Cornwall, genannt, einer der ersten Solarparks, die 2011 in Großbritannien entwickelt wurden. Diese 1,74 MW Anlage auf einem 4 ha großen Gelände ist durch hohe Hecken gut abgeschirmt und wird von einer Herde von mehr als 20 Gänsen beweidet. In der Literatur und im Netz lassen sich noch viele weitere Beispiele finden, wobei es in den meisten Fällen Hühner und Schafe sind, die im Schatten der Solarpaneele weiden.


Ab 2015 werden in China einige sehr große Projekte zur Doppelnutzung von Solarenergie realisiert, die Größenordnungen von bis zu 150 MW Leistung erreichen und unter konventionellen Solarsystemen der Weidehaltung und dem Gemüseanbau dienen. Einige dieser Systeme sind nicht hoch aufgeständert und lassen daher zwischen den Modulreihen mehr Platz für den Gemüseanbau. In vielen Fällen scheinen die Systeme jedoch eher für die Erzeugung von Solarenergie optimiert zu sein, um die Einnahmen aus den lokalen Einspeisetarifen zu maximieren.

Die traditionellere Art von Doppelnutzung, d.h. die Weidehaltung von Tieren zwischen oder unter den Modulen, wird hingegen schon seit vielen Jahren praktiziert und dient oft der kosteneffizienten Kontrolle von unerwünschtem Unkrautwuchs.


Im Jahr 2015 veröffentlichen Wen Liu und seine Kollegen von der University of Science and Technology in Hefei, China, in dem Magazin Solar Energy ein neues Konzept für die Agriphotovoltaik vor: Gewölbte Glasplatten, die mit einem dichroitischen Polymerfilm überzogen sind, übertragen selektiv die Wellenlängen des Sonnenlichts, die für die Pflanzen notwendig sind. Alle anderen Wellenlängen werden reflektiert und auf Konzentrator-Solarzellen zur Stromerzeugung fokussiert. Es erweist sich bei den Tests, daß die Pflanzen unter dem System tatsächlich sogar besser wachsen.

Für diese Art der Konzentrator-Photovoltaik ist ein duales Nachführsystem vorgesehen. Zudem werden Schatteneffekte, wie sie bei herkömmlichen Sonnenkollektoren über dem Feld auftreten, vollständig eliminiert, wodurch die Pflanzen weiterhin die für die Photosynthese erforderlichen blauen und roten Wellenlängen erhalten. Der Entwicklung werden mehrere Preise verliehen, unter anderem der R&D100-Preis im Jahr 2017. Ein im März 2018 erschienener Artikel trägt den Titel ‚A novel agricultural photovoltaic system based on solar spectrum separation‘.

Bereits 2017 errichtet das chinesische Unternehmen Fuyang Angkefeng Optoelectronic Technology in der Stadt Fuyang in der Provinz Anhui ein Testgelände für ein 50 kW Agrar-Photovoltaik-Kraftwerk mit der neuen Technologie. Weitere Details darüber habe ich bislang nicht finden können.


Ein anderer Ansatz ist die senkrechte Aufstellung bifazialer Module (o. bifacial), die das Sonnenlicht von beiden Seiten in elektrische Energie umwandeln können, wobei die beiden aktiven Seiten nach Osten und Westen ausgerichtet sind. Bei solchen Anlagen wird die Bodenfläche nicht überbaut, sondern kann zwischen den senkrecht stehenden Modulreihen zu ca. 90 % weiter genutzt werden. Die Idee geht auf Heiko Hildebrandt und Nicolai Zwosta im Jahr 2013 zurück, als diese bereits gute Erfahrungen mit flach aufgeständerten Ost-West-Anlagen machen.

Nachdem sie ein Montagesystem entwickelt haben, wird in Losheim am See im Saarland 2015 eine erste 28 kW Pilotanlage errichtet, und zwar durch das von Zwosta gegründete und in Berlin beheimatete Start-up Next2Sun GmbH, das zu einem Viertel der Solverde Bürgerkraftwerke Energiegenossenschaft gehört, deren Vorstand wiederum Zwosta ist. Für die Testanlage bekommt Next2Sun unter anderem Module aus dem Entwicklungslabor der Solarfirma Trina, deren angegebene sehr hohe Bifazialität von 98 % durch die Betriebsdaten bestätigt wird.

Zwischen den Reihen der Anlage weiden Kühe, doch im Prinzip ist auch Ackerbau denkbar. Zu den besonderen Vorteilen dieser Innovation gehört, daß senkrechte Anlagen – statt des ausgeprägten Mittagspeaks einer Südanlage – deutlich ausgeprägte Morgen- und Nachmittagspeaks aufweisen, so daß die Vermarktungserlöse 5 – 15 % höher ausfallen als bei den üblichen Südanlagen.

Solarzaun-Anlage in Donaueschingen-Aasen

Solarzaun-Anlage in
Donaueschingen-Aasen

Im Jahr 2018 geht eine erste kommerzielle Anlage mit 2 MW in Betrieb, eine weitere Anlage mit 4,1 MW wird ab 2019 in Donaueschingen-Aasen errichtet. Hier wird auf der Solarparkfläche Grünfutter geerntet. Ebenfalls wird, bedingt durch die senkrechte Montage der rahmenlosen Glas-Glas Module, ein Grünstreifen unter den Modulen entstehen, der neue Lebensräume für Insekten, Falter und Kleinsäuger bietet – und damit wiederum Nahrung für die Vogelwelt.

Die Anlage wird auf einer Fläche von rund 14 Hektar errichtet und besteht aus rund 11.000 bifazialen Solarmodulen, die von 5.800 Gestellelementen getragen werden. Der erwartete Jahresenergieertrag von etwa 4.850 MWh kann den Strombedarf von etwa 1.200 Haushalten decken. Eigentümer und Betreiber der 3,2 Mio. € teuren Anlage ist eine Tochtergesellschaft der Solverde Bürgerkraftwerke Energiegenossenschaft eG. Die Inbetriebnahme erfolgt im Oktober 2020 in Anwesenheit von Baden-Württembergs Ministerpräsidenten Winfried Kretschmann.

Eine Abwandlung des Konzepts ist der 2019 eingeführte bifaziale Solarzaun. Hierbei wird die Höhe auf ein Modul reduziert und der Abstand zum Boden mit einem Gitter geschlossen. Der Solarzaun kann zur Einfriedung von Grundstücken bzw. in der Landwirtschaft als Begrenzung für Tierauslaufe oder Weiden genutzt werden. Dabei bietet er z.B. Hühnern sowohl Schutz vor Raubtieren als auch vor zu viel Sonneneinstrahlung.

Ein solcher Zaun mit nahezu verschattungsfrei montierten bifazialen Solarmodulen auf einer Länge von 360 m wird in diesem Jahr von der österreichischen Firma Elektrotechnik Leitinger Photovoltaik GmbH auf einem Bio-Hühnerbetrieb im Salzburger Saalachtal in Betrieb genommen. Die Anlagenleistung des Solarzauns liegt bei 52,55 kW, der prognostizierte Jahresenergieertrag bei 50.000 kWh.

Im September 2020 wird die Next2Sun für die zukunftsweisende Symbiose von erneuerbarer Stromerzeugung und nachhaltiger Landwirtschaft mit dem Deutschen Solarpreis 2020 in der Kategorie ‚Industrielle, kommerzielle oder landwirtschaftliche Betriebe/Unternehmen‘ ausgezeichnet. Zwischenzeitlich hat die Firma auch in Eppelborn-Dirmingen im Saarland eine 4 MW Agriphotovoltaik-Anlage realisiert.


Wie oben bereits erwähnt, arbeitet auch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) an der Agriphotovoltaik, den eigenen Angaben zufolge seit 2011. Hauptziel der Innovationsgruppe APV-RESOLA ist die Entwicklung einer marktreifen solaren Doppelnutzungsanlage für den Einsatz auf landwirtschaftlichen Flächen. Projektpartner sind die BayWa r. e., die Elektrizitätswerke Schönau (EWS), das Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), die Universität Hohenheim sowie der Regionalverband Bodensee-Oberschwaben.

Doppelnutzung in Heggelbach

Doppelnutzung
in Heggelbach

Ein Pilotprojekt mit einer Laufzeit vom März 2015 bis zum Juni 2019 , das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und FONA – Forschung für nachhaltige Entwicklung gefördert wird, beginnt 2015 mit der Errichtung einer 194 kW Forschungsanlage, deren Standort eine insgesamt ca. 2,5 ha große Fläche auf dem biologisch-dynamischen (Demeter) Biohof in Heggelbach in der Region Bodensee-Oberschwaben ist. Offiziell eingeweiht wird Anlage im September 2016.

Die ersten Kulturen, die hier getestet werden, sind Winterweizen, Kartoffeln, Sellerie und Kleegras. Die Südwest-Ausrichtung und der zusätzliche Abstand zwischen den 5 m hohen Reihen aus bifazialen Glas/Glas-PV-Modulen sorgen dafür, daß die Kulturen einer gleichmäßigen Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind. Die Ergebnisse der ersten Ernte zeigen trotzdem gewisse Ertragsverluste: Der Ernteertrag von Kleegras unter der PV-Anlage liegt 5,3 % unter dem der Referenzfläche, während die Verluste bei Kartoffeln, Weizen und Knollensellerie 18 – 19 % betragen.

Ein Jahr später fällt die Kleegrasernte um 8 % geringer aus, dafür werfen Winterweizen, Kartoffeln und Sellerie unter der APV-Anlage höhere Erträge ab als auf dem Acker ohne Solarmodule, wobei der Sellerie um 12 % und der Winterweizen um 3 % zulegt. Bezogen auf Kartoffeln steigert sich die  Landnutzungseffizienz (LER) um ganze 86 % pro Hektar. Im heißen und trockenen Sommer 2018 ist auch die Bodenfeuchte im Weizenanbau höher als auf dem Referenzfeld. Dies zeigt, daß die Pflanzen durch die Beschattung unter den semitransparenten Solarmodulen heiße und trockene Bedingungen besser überstehen.

Etwa 40 % des erzeugten Stroms der Hofgemeinschaft Heggelbach in Herdwangen-Schönach wird direkt zum Aufladen der Elektrofahrzeuge und zur Verarbeitung der geernteten Pflanzen verwendet, und im Sommer kann der Lastbedarf fast vollständig durch die 3.000 m2 große Photovoltaikanlage gedeckt werden, die in etwa 6 m Höhe sitzt. Die Reihen der 720 bifazialen Solarmodule sind in einem Abstand von 3,5 m auf Ständern montiert, so daß Erntemaschinen bequem durchfahren können. Überschüssigen Strom nimmt der Energieversorger EWS ab.

Das vorläufige Ergebnis der größten APV-Forschungsanlage in Deutschland lautet, daß mit dem solaren Doppelnutzungsansatz die LER bzw. Gesamtproduktivität im Vergleich zur Einzelnutzung von Photovoltaik und Landwirtschaft um über 60 % gesteigert werden kann. Bis 2019 betreiben die Projektpartner die Pilotanlage gemeinsam, die Ende 2018 noch einen 150 kWh Stromspeicher bekommt, damit der landwirtschaftliche Betrieb den Solarstrom zum größten Teil auch selbst nutzen kann.

Zu den weiteren Projekten des Fraunhofer ISE gehört ein APV-Pilotprojekt in Kooperation mit Fraunhofer Chile, bei dem in den Gemeinden El Monte, Curacaví und Lampa drei kleine APV-Anlagen mit einer Leistung von je 13 kW getestet werden, und das im Frühjahr 2018 abgeschlossen wird. Die drei APV-Anlagen sind die ersten ihrer Art in Lateinamerika. Über Sensoren werden hier Sonneneinstrahlung, Luftfeuchte, Bodenfeuchte und Bodentemperatur gemessen, um herauszufinden, wie gut diverse Kulturpflanzen mit weniger Sonne zurechtkommen.

Auf einem Betrieb werden unter der APV-Anlage Brokkoli und Blumenkohl angebaut und der gewonnene Solarstrom zur Reinigung, Verpackung und Kühlung genutzt. Auf dem zweiten Betrieb werden Kräuter kultiviert, während die dritte Anlage in einer abgelegenen Region mit unzuverlässiger Stromversorgung installiert wird, wo sie sieben Familien sowie einen Inkubator zum Ausbrüten von Hühnereiern mit Strom versorgt.

Die Ergebnisse der landwirtschaftlichen Produktion und der Solarstromerzeugung sind so positiv, daß der APV-Forschungsschwerpunkt von Fraunhofer Chile mit Unterstützung der dortigen Regierung weiter ausgebaut werden soll. Die drei Pilotanlagen werden hierzu weitere drei Jahre lang im Feldbetrieb überwacht, wobei Tests von verschiedenen Kulturpflanzen vorgesehen sind. Im nächsten Schritt geht es darum, den ,Proof of Concept‘ der APV-Systemtechnik in Entwicklungs- und Schwellenländern zu etablieren, wo sie ihre Stärken aufgrund der höheren Solareinstrahlung noch besser ausspielen kann.

Daneben werden mehrere APV-Pilotprojekte in Asien begleitet. So legt beispielsweise eine Vorstudie für den indischen Bundesstaat Maharashtra nahe, daß sich auf Grund des Schattens unter den Solarpaneelen und der geringeren Verdunstung bis zu 40 % höhere Erträge bei Tomaten und Baumwolle erreichen lassen. Im Rahmen des EU-Programms Horizon 2020 prüfen die Fraunhofer-Forscher zudem, wie sich APV-Anlagen auf den Wasserhaushalt in Algerien auswirken könnten.

Bei dem 2019 beginnenden Projekt SHRIMPS (‚Solar-Aquakultur-Habitate als Ressourceneffiziente und Integrierte Multilayer-Produktions-Systeme‘) geht es darum, die technische und wirtschaftliche Machbarkeit einer dualen Landnutzung zur solaren Stromerzeugung und Aquakulturhaltung in Teichwirtschaft nachzuweisen.

Zusammen mit lokalen Pangasius- und Garnelenzüchtern entwickeln Forscher und Industriepartner aus Vietnam und Deutschland, wie der SMA Sunbelt Energy GmbH und der Suntrace GmbH, gemeinsam ein integriertes, ökologisch und ökonomisch nachhaltiges Aquakultur-Photovoltaik-System. Bei dieses werden die großen Becken, in denen Shrimps und Fische heranwachsen, von Solardächern überspannt, die außer zur Stromerzeugung auch als Schattenspender dienen, so daß sich das Wasser nicht allzu sehr erwärmt, was den Ertrag schmälern würde.

Auf einer Shrimpfarm in Bac Liêu im Mekong-Delta wird in Kooperation mit der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GIZ GmbH zudem untersucht, wie man beim Ausbau der Shrimps-Produktion die Wasserressourcen schützen und gleichzeitig die Landnutzung begrenzen kann. Ersten Ergebnissen zufolge kann die Pilotanlage den Wasserverbrauch im Vergleich zu einer konventionellen Shrimps-Farm um 75 % senken. Den Wissenschaftlern zu Folge steigt die Landnutzungsrate einer Agriphotovoltaik-Anlage, wenn man sie mit Aquakultur kombiniert, im Vergleich zu einer Freiflächenanlage um mindestens 65 %.

Das Projekt WATERMED4.0 (‚Intelligente Technologien zur Verbesserung der Qualität und Sicherheit der Landwirtschaft im Mittelmeerraum‘) wiederum, das auf die effiziente Nutzung und Bewirtschaftung konventioneller und nichtkonventioneller Wasserressourcen zielt, befaßt sich u.a. mit dem Potential von Agriphotovoltaik-Anwendungen (APV) in Bezug auf eine Reduzierung des Bewässerungsbedarfs durch Abschattung.

Im Jahr 2020 starten gleich drei mehrjährige Programme, angefangen mit dem Projekt APV Obstbau (,Agri-Photovoltaik als Resilienzkonzept zur Anpassung an den Klimawandel im Obstbau’), bei dem untersucht wird inwieweit die Agriphotovoltaik im Apfel-Obstbau eine Schutzfunktion gegenüber extremen Wetterereignissen wie Hagel und Starkregen übernehmen kann und inwieweit sich die PV-Anlage auf die Ernteerträge auswirkt. Nicht unwesentlich ist, daß die hohen Investitionskosten für Hagelschutznetze im Erwerbsobstbau durch Agri-PV Anlagen.

Bei dem Projekt APV-MaGa (‚Agri-Photovoltaik für Mali und Gambia: Nachhaltige Stromproduktion durch integrierte Nahrungsmittel-, Energie- und Wassersysteme‘) wird eine dreifache Landnutzung für ländliche Regionen in Westafrikasuntersucht und implementiert werden: der Anbau von Nahrungsmitteln, die Produktion von Solarstrom sowie die Regenwassergewinnung und -speicherung über die Solarmodule. Hier wird die bisherige Doppelnutzung der Agriphotovoltaik erstmals um den Bereich des Wassermanagements erweitert.

Innerhalb der vierjährigen Projekts HyPErFarm (Hydrogen and Photovoltaic Electrification on Farm) forscht das Fraunhofer ISE zusammen mit zwölf internationalen Partnern aus Belgien, Dänemark, den Niederlanden und Deutschland an zukunftsorientierten Geschäftsmodellen für die Agriphotovoltaik, indem kosteneffektive Systeme getestet werden sollen, die u.a. die Elektrifizierung landwirtschaftlicher Maschinen sowie die Produktion von Wasserstoff und Biokohledünger mit einbinden.

Im Oktober 2020 veröffentlicht das Fraunhofer ISE einen Leitfaden zur Agriphotovoltaik, in dem die Technologie, ihr Potential sowie der aktuellen Entwicklungsstand beschrieben werden. Das Ziel der Veröffentlichung Agri-Photovoltaik – Chance für Landwirtschaft und Energiewende ist, Landwirten, Kommunen und Unternehmen praktische Hinweise zur solaren Doppelnutzung an die Hand zu geben. Die Publikation ist kostenfrei und steht zum Download auf Deutsch und Englisch auf der Internetseite des Fraunhofer ISE bereit.

Wichtig ist auch die Meldung vom April 2021, daß sich die wichtigsten Player der Agriphotovoltaik nun erstmals auf wichtige Eckdaten verständigt haben. Das ISE und die Universität Hohenheim hatten, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, den Prozeß zur Erstellung einer sogenannten DIN SPEC angestoßen.

Eine DIN SPEC ist so etwas wie der Vorläufer einer regulären Norm, auf die sich Interessenvertreter einer Branche einigen, mit der dann innerhalb weniger Wochen ein Standard für eine neue Technologie beschrieben werden kann. An der Spezifikation zur Agriphotovoltaik sind auch der Bundesverband Solarwirtschaft sowie Vertreter aus Landwirtschaft, Solarindustrie, Forschung und Zertifizierungsorganisationen beteiligt.

Ziel der DIN SPEC 91434 ‚Agri-Photovoltaik-Anlagen – Anforderungen an die landwirtschaftliche Hauptnutzung‘ ist es, ein Prüfverfahren für Agriphotovoltaik-Anlagen vorzubereiten, mit dem das technische Risiko für alle Projektbeteiligten gesenkt werden kann. Sie ist kostenfrei auf der Seite des Beuth-Verlag abrufbar. Die Definition von Standards wird auch deshalb notwendig, weil das EEG 2021 Innovationsausschreibungen für solche Anlagen ab 2022 vorsieht. Das zunächst vorgesehene Auktionsvolumen ist zudem von 50 MW auf 150 MW aufgestockt worden.

Kritik zu den Rahmenbedingungen der Ausschreibung kommt allerdings vom Bundesverband Solarwirtschaft, der bemängelt, daß nur Ackerflächen und kein Weideland oder anderweitig genutzte landwirtschaftliche Flächen in der Ausschreibung einen Zuschlag erhalten können. Kontraproduktiv sei auch, daß Landwirte, die bereits PV-Anlagen auf ihren Böden betreiben und damit Gewinne erwirtschaften, nach aktuellem Recht keine EU-Beihilfen mehr erhalten dürfen.

Interessant ist eine Grobberechnung, die im Zuge der Angelegenheit vorgelegt wird: Durch die Agriphotovoltaik läßt sich die Produktivität der Fläche auf über 160 % steigern. Denn sowohl die Landwirtschaft als auch die Photovoltaikanlage bringen noch rund 80 % des Ertrags, den sie bei alleiniger Nutzung der Fläche erwirtschaften würden.


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