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Zeitfragen | Beitrag vom 28.05.2019

AgrophotovoltaikSellerie-Anbau unterm Solarpanel

Von Thomas Wagner

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Auf einem Getreidefeld fährt ein Mähdrescher durch ein Gerüst welches eine Photovoltaikanlage trägt  (HofgemeinschaftHeggelbach)
Ernte unter den Solarpanels - kein Problem. (HofgemeinschaftHeggelbach)

Solarstrom erzeugen und auf der gleichen Feldfläche noch Sellerie oder Klee anbauen? - Funktioniert. Wenn die Solarpanels auf eine Art Stelzenkonstruktion gesetzt werden. Bisher gibt es in Deutschland allerdings nur wenige solcher Testfelder.

Heggelbach, ein kleiner Weiler in der Landgemeinde Herdwangen-Schönach im baden-württembergischen Bodensee-Hinterland. Ein Kiesweg führt zu einem 3000 Quadratmeter großen Feld, das optisch sofort ins Auge fällt:

"Wir haben hier eine Fläche, da wächst Kleegras, als Futter für die Kühe. Dann stehen Ständer mit Photovoltaik-Panels drauf, die mit einem Abstand von sieben Metern voneinander installiert sind."

Die Photovoltaik-Panels, die über dem Feld fünf Meter in die Höhe ragen, sehen aus wie metallische Riesen-Pilze. Für Florian Reyer ist das ein gewohnter Anblick. Er arbeitet als Landwirt in der auf Demeter-Anbau ausgerichteten Hofgemeinschaft Heggelbach. Schon über drei Jahre gibt es die Metallständer mit den Solarmodulen auf dem Feld – ein bundesweit einzigartiges Projekt, das ein bisschen der Quadratur des Kreises gleichkommt.

"Die bisherige Strategie ist, Freiflächen-Photovoltaikanlagen zu bauen, wo in etwa einem Meter über dem Boden auf dem Acker Photovoltaik-Panels installiert werden. Damit ist die landwirtschaftliche Nutzung komplett eingeschränkt."

Das Ziel: Herausfinden, ob eine solche Doppelnutzung überhaupt machbar ist, denn sowohl die Solarmodule als auch die Pflanzen darunter benötigen ja ein- und dasselbe: das Licht der Sonne, das sowohl das Pflanzenwachstum als auch die Stromerzeugung ermöglicht. Will heißen: Die Solarpanels müssen zwar groß genug sein, um ausreichend Sonnenlicht zu absorbieren. Sie dürfen aber auch nicht zu groß sein und müssen zudem in größeren Abständen voneinander aufgestellt werden. 

"Die Panels sind nach Süden ausgerichtet, schräg angeordnet, und sie sind in einem Abstand zueinander angeordnet. Das heißt: Im Vergleich zu einer Freiflächen-PV-Anlage ist nur die Hälfte der Fläche überbaut, dazwischen ist Licht, Luft, also Licht durchlässig, einfach frei."

Bifazial nennen die Fachleute diese schräge Ausrichtung. Und die hat einen wichtigen Vorteil, erklärt der Heggelbacher Betriebsleiter Thomas Schmid diese Technologie. Die nutzt einerseits die Sonnenergie besonders effektiv und  lässt andererseits ein Maximum an Licht auf die Nutzpflanzen unten drunter durch.

Der Ertrag verringert sich nur geringfügig

Die Pflanzen haben die Mitarbeiter der Dorfgemeinschaft Heggelbach in Zusammenarbeit mit den Agrarexperten der Universität Hohenheim sorgsam ausgewählt. 

"Wir haben bisher vier Kulturen getestet: Kleegras, Weizen, Kartoffel und Sellerie. Für Kleegras sehr erfreulich: Wir haben fünf Prozent Ertragsreduktion auf der Fläche. Für Weizen, Sellerie und Kartoffeln 18 bis 19 Prozent Ertragsreduktion."

Grafik die die Flächennutzung mit und ohne Doppelnutzung zeigt. (Fraunhofer ISE)Die Doppelnutzung der Fläche steigert die Landnutzungseffizienz um 60 Prozent. (Fraunhofer ISE) 
Damit hielten sich die Ernteeinbußen in durchaus akzeptablen Grenzen, meint Professor Petra Högy vom Fachgebiet Pflanzenökologie und Ökotoxikologie der Universität Stuttgart-Hohenheim, und fügt hinzu:

"Allerdings müssen sie berücksichtigen, dass der Landwirt auf der gleichen Fläche parallel eben die Energiegewinne einfährt."

"Eben: In der Gesamtbilanz sind wir jetzt bei 180 Prozent, wenn ich Energie und landwirtschaftliche Erträge zusammenzähle", ergänzt Betriebsleiter Thomas Schmid. Und mit dem erzeugten Strom lasse sich bares Geld sparen, erklärt Landwirt Florian Dreyer von der Demeter-Dorfgemeinschaft Heggelbach. 

"Die Anlage hat 90 Kilowatt Peak. Die Anlage ist so konzipiert als Eigenverbrauchsanlage für unseren Hof. Und wir versuchen, möglichst viel von dem ankommenden Strom zu nutzen und tun das auch."

Bei Hitze bieten die Solarpanels Schatten für Pflanzen

Im zurückliegenden Hitzesommer sei der Stromertrag besonders gut gewesen – und nicht nur das: Erstmals hätten sich dabei die Solarpanels über dem Versuchsfeld nicht als Nachteil, sondern für das Pflanzenwachstum sogar als Vorteil erwiesen.

"Da waren die Erträge unter der Anlage gleich hoch wie auf den Referenzflächen, teilweise sogar ein bisschen höher wegen der Beschattung. Die Pflanzen haben positiv auf die Beschattung reagiert."

Illustration einer Landschaft mit Bauernhof, Schwein und Hühnern. Daneben eine APV-Anlage - Solarpanel auf Stelzen - darunter Gemüse, ein Traktor und Kühe. Im Hintergrund eine Strasse, Strommasten, ein Dorf. Am Horizont die Berge. (Fraunhofer ISE)Die APV-Anlage ermöglicht neben Eigenverbrauch auch die Einspeisung des Stroms. (Fraunhofer ISE)
 Mag die Idee einer Agro-Photovoltaik hierzulande auch einzigartig sein, in anderen Ländern gibt es ähnliche Tests. Darauf weist Stephan Schindele hin. Er ist Projektleiter bei der Fraunhofer-Gesellschaft für Solare Energiesysteme in Freiburg, die die Heggelbacher Anlage geplant und aufgebaut hat:

"Die größte Solaranlage weltweit ist eine Agro-Photovoltaikanlage in China mit einer Leistung von ungefähr 700 Megawatt. Die ist bemerkenswert, weil sie am Randgebiet der Wüste Gobi errichtet wurde auf einer ehemals degradierten Fläche, die nicht landwirtschaftlich genutzt wurde, aber eben heute dank Agro-PV wieder nutzbar ist." 

Anlagen werden im Ausland stärker gefördert

Hinzu kommt, das solche Anlagen anderswo, auch in China, mehr gefördert werden als in Deutschland. Zwar unterstützt das Bundesministerium für Forschung und Technologie den Versuchsaufbau in Heggelbach. Doch die Demeter-Dorfgemeinschaft, kann nur etwa die Hälfte des anfallenden Stroms auch tatsächlich selbst verbrauchen. Der Rest geht ins Stromnetz. Vergütet wird das aber nicht.

Hier müsse ein Paradigmenwechsel erfolgen, fordert Betriebsleiter Thomas Schmid:

"Das ist keine landwirtschaftliche Fläche mehr, wo die Anlage draufsteht. Das heißt: Ich kriege keine Subventionen, keine Unterstützung mehr für die Flächen. Das ist das eine. Und das Zweite: Im Moment sind die Einspeisevergütungen der Freiflächenanlagen gestrichen. Und somit steht so eine Anlage in Konkurrenz zur herkömmlichen Anlage. Also, es müssen sich die Rahmenbedingungen ändern: Bitte, liebe Politik, regele das einfach!" 

Dass die neue Technologie aber zukunftsweisend ist, davon ist auch der Landwirt Florian Dreyer überzeugt. Schließlich könne man so den Flächenverbrauch abbremsen und habe neue Möglichkeiten der Energieerzeugung: 

"Wir brauchen diesen Energiemix, um den Energiehunger zu stillen. Und wenn wir Landwirte dazu etwas beitragen wollen, können wir das über diese Technik einfach tun, ohne große Hindernisse in unserer landwirtschaftlichen Produktion hinnehmen zu müssen."

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