Energie & Landwirtschaft

Agri-Photovoltaik (auch Agriphotovoltaik oder Agrophotovoltaik; kurz Agri-PV oder APV) wird das System der Doppelnutzung von landwirtschaftlichen Flächen zur gleichzeitigen Produktion von Nahrungsmitteln und Strom genannt. Dafür werden Photovoltaikanlagen (PV) auf Acker- oder Grünland so installiert, dass die Pflanzen weiterhin genug Licht für die Photosynthese und Ertragsbildung erhalten und Pflanzen und Boden sogar von der Beschattung profitieren. Dabei bleibt die Bearbeitung mit landwirtschaftlichem Gerät weiterhin möglich und gleichzeitig wird auf dieser Fläche durch die PV-Anlagen viel Strom erzeugt.

Es gibt verschiedene Ansätze dies zu realisieren. Um sicherzustellen, dass genügend Licht den Boden bzw. die Pflanzen erreicht, können herkömmliche PV-Module mit gewissen Abständen zwischen den Reihen installiert werden oder semi-transparente Module zum Einsatz kommen. Diese werden je nach Pflanzenkultur und Größe des notwendigen Geräts hoch aufgeständert. Beispiel dafür ist die erste Pilotanlage, die vom Fraunhofer ISE mit BayWa r.e. und anderen Beteiligten auf der Hofgemeinschaft Heggelbach in Baden-Württemberg installiert wurde.

Darüber hinaus können bifaziale Module, welche von beiden Seiten einfallendes Licht in Strom umwandeln, senkrecht in Ost-West-Ausrichtung installiert werden. Das hat den Vorteil, dass das sonst übliche Produktionsmaximum aus der Mittagszeit in den Vor- und Nachmittag verschoben wird, was die Belastung des Stromnetzes reduziert. Solche Anlagen wurden von der Firma Next2Sun schon an verschiedenen Standorten installiert.

Agri-Photovoltaik im EEG

Seit der EEG-Novelle 2020 wird ab 2022 die Agri-Photovoltaik in Sonderausschreibung zusammen mit Parkplatz-PV und schwimmender PV mit einem Ausschreibungsvolumen von 50 MW berücksichtigt. Aufgrund der höheren Installationskosten im Vergleich zu Parkplatz-PV und des geringen Volumens kann jedoch erwartet werden, dass APV-Systeme dabei kaum zum Zug kommen werden.

Geeignete Kulturen

Grundsätzlich sind alle schattentoleranten Pflanzen zum Anbau in Agri-PV Systemen geeignet. Mit Nachtschattengewächse wie Tomaten oder Kartoffeln wurden erfolgreiche Tests durchgeführt. Blattgemüse wie Salat, Spinat oder Kohl produziert bei Teilverschattung größere Blätter.

Beerenobst wie Himbeeren, Heidelbeeren oder Erdbeeren benötigen teilweise Schutz vor Extremwetterereignissen. Dazu kommen oft Netze oder Folientunnel zum Einsatz, die aber nur eine begrenzte Lebensdauer von wenigen Jahren erreichen und bei starkem Wind zusammengerollt und geschützt werden müssen. APV-Systeme können hier eine langfristige, kostengünstige Alternative sein, wie Beispiele in den Niederlanden zeigen.

Auch für anderes Obst wie Äpfel, Birnen, Pfirsiche existieren bereits verschiedene Testanlagen. Unter APV-Anlagen verringert sich die Frostgefahr, die im Frühjahr schon ausgebildeten Blüten schaden und damit dem späteren Ertrag mindern kann.

Beim Einsatz mit Weinreben kann der Zeitpunkt der Reife und damit der Zuckergehalt über die Sonneneinstrahlung eingestellt werden.

Andere Sonderkulturen wie zB. Spargel oder Hopfen scheinen auch sehr geeignet zu sein. Viele weitere Kulturen werden noch erprobt.

Vorteile

• Wasserhaushalt: durch die Teilverschattung verdunstet weniger Wasser, was sich in verringertem Wasserbedarf der Pflanzen zeigt
• gesicherte Erträge in heißen Sommern (Anpassung an den Klimawandel)
• Schutz vor Wetterereignissen wie Frost, Dürre, Hagel oder Starkregen (Ersatz von Folientunneln, Netzen)

Herausforderungen

Die Überschneidung der zwei Bereiche Lebensmittel- und Stromproduktion bzw. Landwirtschaft und Bauwirtschaft macht es der Verwaltung schwer, die Zuständigkeit für APV-Systeme zuzuordnen. Dadurch und durch fehlende Information entstehen immer wieder Konflikte bei der Beantragung von Baugenehmigung und Betriebserlaubnis.

• fehlende gesetzliche Regelung der Doppelnutzung
• meist gibt es keine Einspeisevergütung nach EEG
• Laut dem Urteil des Bayerischen Verwaltungsgerichtshof vom 01. Juni 2021 werden Agrarsubventionen weiter gewährt. Es liegt weiterhin eine landwirtschaftliche Fläche vor, die beihilfefähig ist.
• erhöhter Materialaufwand für die Ständerung

Aussteller auf der BUGA 2021 in Erfurt

In Zusammenarbeit mit dem Lehr- und Versuchszentrum für Gartenbau (Thüringer Landesamt für Landwirtschaft und Ländlichen Raum) und der Fachhochschule Erfurt (Prof. Dr. Kerstin Wydra, Gartenbau) ist im Rahmen der BUGA 2021 im egapark Erfurt dieser Aussteller entstanden. Er zeigt exemplarisch das Prinzip eines Agri-PV Systems auf einer intensiven Dachbegrünungsanlage. Standort ist auf der Ausstellungsfläche der LVG (im Bereich 5) gegenüber des Wüsten- und Urwaldhauses (Danakil).

Das PV Modul ist semi-transparent (Lichtduchlässigkeit 33%), hat eine Spitzenleistung von 200W und lädt über einen Laderegler eine Batterie (Autobatterie, 12V, 44Ah). Der Laderegler dient gleichzeitig als Ladestation für Handys. Für die Bepflanzung wurde Salat gewählt, der zur Mittagszeit vor zu starker Sonneneinstrahlung geschützt ist.

Weitere Informationen

“Potential der Agri-Photovoltaik in Thüringen” – Studie des SolarInput e.V.

Agriphotovoltaik – doppelte Landnutzung, dreifacher Effekt! – Prof. Dr. Kerstin Wydra, FH Erfurt und Vorstand SolarInput e.V. (Videomitschnitt von der Webkonferenz des VEE Sachsen e.V)

Website zum Projekt APV-RESOLA (Fraunhofer ISE) in Heggelbach

APV-Leitfaden vom Fraunhofer ISE

DIN SPEC 91434:2021-05 Norm zu Agri-Photovoltaik-Anlagen – Anforderungen an die landwirtschaftliche Hauptnutzung

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Die Geschäftsstelle des SolarInput e.V. beantwortet Ihnen gerne Fragen rund um das Thema Agri-Photovoltaik und unterstützt Sie bei der Realisierung.

Kontakt: SolarInput e.V., Tel.: +49 (0) 160 87 09 122, info [at] solarinput.de