Unsere Highlights der AgriVoltaics World Conference 2024 

Unsere Highlights der AgriVoltaics World Conference 2024 

Die AgriVoltaics World Conference 2024, die vom 11. bis 13. Juni in Denver, Colorado, USA stattfand, war ein voller Erfolg. Die Konferenz brachte internationale Experten aus Wissenschaft, Politik und Wirtschaft zusammen, um die neuesten Entwicklungen im Bereich der Agri-Photovoltaik zu diskutieren. 

Im Fokus der Konferenz standen folgende Themen: 

• Optimierung von Agrivoltaik-Anlagen: Wie können Agrivoltaik-Anlagen so gestaltet werden, dass sie sowohl für die Stromerzeugung als auch für die Landwirtschaft maximal effizient sind? 
• Landwirtschaftliche Nutzung: Welche Auswirkungen haben Agrivoltaik-Anlagen auf die Pflanzen und Tiere in der darunterliegenden Umgebung? 
• Förderung und Finanzierung: Wie können Agrivoltaik-Projekte gefördert und finanziert werden? 
• Politische Rahmenbedingungen: Welche politischen Rahmenbedingungen sind notwendig, um die Entwicklung der Agrivoltaik voranzutreiben? 

Highlights der präsentierten Ergebnisse:  

Ostafrikanische Gemüsearten in einem Agri-Photovoltaik-System (APV) in Arizona widerstandsfähiger gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels  

Wissenschaftler:innen von der University of Arizona haben Experimente zur Trockenheitstoleranz ostafrikanischer Gemüsesorten durchgeführt. 

Die wichtigsten Ergebnisse: 

• Größere Blätter: Blätter von Mangold und Grünkohl wuchsen unter dem APV-System deutlich größer. 
• Höhere Erträge: Die Erträge pro Pflanze stiegen signifikant an, um 200-300 %. 
• Besseres Ergebnis in Trockenheit: Besonders in trockenen Umgebungen schnitten die Pflanzen im APV-System gut ab. 
• Positive Auswirkungen auf Blattgemüse: Blattgemüse profitierte am meisten, Zucchini zeigte keine Veränderung. 
• Wasser sparen: Die Bewässerung konnte um die Hälfte reduziert werden. 

Diese Studie deutet darauf hin, dass APV-Systeme den Anbau von Gemüse in trockenen Regionen und unter zukünftigen Klimabedingungen verbessern können. 

Akzeptanz von Agri-Photovoltaik in Deutschland: Fraunhofer ISE Studie 

Das Fraunhofer ISE untersuchte die Akzeptanz von Agri-Photovoltaik (APV) bei deutschen Landwirten. Der Nutzen und die Meinung des sozialen Umfelds sind die wichtigsten Einflussfaktoren. Finanzieller Gewinn spielt eine größere Rolle als Arbeitsersparnis. Das Vertrauen in die Technik ist zweitrangig, die unsichere Rechtslage hingegen ein großes Risiko. Um Landwirte zu überzeugen, empfiehlt die Studie Erfahrungsaustausch unter Kollegen. 

Agri-PV Spiele, Apps und Tools 

Des weiteren wurden Spiele, Tools und Apps vorgestellt, die das Mainstreaming und die Akzeptanz von Agri-PV weiter voranteiben sollen:

Darunter das neue Siedler von Catan Spiel: Catan New Energy, das online Spiel My AgriVoltaics Farm und eine Erweiterung für Landwirtschaftssimulatoren zu einer Agri-PV Simulation. Aber auch nützliche frei verfügbare online Modelierungen von Agri-PV Systemen wurden vorgestellt, beispielsweise das System Advisor Model (SAM) vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) und das Tool Phase von rights-of-way. 

Brokkoli und Agri-Photovoltaik: Lichtfilter für optimales Wachstum 

Die Studie von der Mälardalen University in Schweden untersucht, wie man Sonnenlicht für gleichzeitige Stromgewinnung und Brokkoli-Anbau nutzen kann. Normale Solarzellen beschatten Pflanzen zu stark. Neue Technologien filtern das Licht so, dass bestimmte Wellenlängen für Pflanzenwachstum durchgelassen werden. 

In Schweden wurden dafür zwei Prototypen entwickelt: farbige Filter unter Solarzellen aus Dünnschicht-Cadmiumtellurid. Erste Brokkoli-Tests (Juli-Oktober 2023) zeigten verzögertes Wachstum und Ernte im Vergleich zu unbedeckten Pflanzen. Dies lag vermutlich am ungewöhnlich regnerischen Wetter und dem Systemdesign. 

Trotzdem deuten erhöhte CO2-Assimilationsraten unter dem transparentesten System darauf hin, dass gefiltertes Licht die Photosynthese fördern kann. Weitere Versuche sind nötig, um die Lichtmenge für gesundes Pflanzenwachstum zu optimieren. 

BioMatched Organic PV: Gezieltes Sonnenlicht für Pflanzen und Strom 

Wissenschaftler:innen am National Renewable Energy Laboratory (NREL) erforschen eine neue Agri-PV Technologie:”BioMatched Organic PV” (BioMatched-OPV). Sie passt die Lichtdurchlässigkeit der Solarmodule an die Bedürfnisse der Pflanzen an. Ähnlich wie bei Tandem-Solarzellen, wo zwei Zellen übereinander geschichtet sind, nutzt BioMatched-OPV das Sonnenlicht optimal für die Stromproduktion und das Pflanzenwachstum auf derselben Fläche. 

Erste Berechnungen zeigen, dass BioMatched-OPV auf nur 50% der US-Gewächshausdächer genug Strom für mehr als den doppelten US-Jahresverbrauch erzeugen könnte. Selbst auf nur 1% der US-Landwirtschaftsfläche könnte die Technologie 10.000 TWhr/Jahr Strom liefern, ohne den Ertrag zu mindern. 

Agrivoltaik mit Weizen: Strom und Getreide vom selben Feld 

Diese Studie aus Brasilien untersucht Agrivoltaik-Anlagen, die 1,5 Meter hohe Solarmodule mit einachsigen Nachführungssystemen mit Weizenanbau kombinieren. 

Die Ergebnisse des Flextronics Institute of Technology (FIT) und Nextracker zeigen, dass der Weizenertrag zwischen den Modulen kaum beeinträchtigt ist. Pro Hektar Fläche wurden im reinen Weizenanbau 36,13 Tonnen Weizen erzielt, während die reine Photovoltaik-Fläche 2462,26 kWh/kWp pro Jahr Strom lieferte. Im Agrivoltaik-System mit kombiniertem Anbau und Stromerzeugung sanken die Weizenerträge zwar auf 24,80 Tonnen pro Hektar, die Stromproduktion lag aber immer noch bei 2354,82 kWh/kWp pro Jahr. 

Zusätzlich benötigte der Weizen im Agrivoltaik-System aufgrund geringerer Verdunstung 40% weniger Wasser. Die Studie zeigt somit, dass die doppelte Nutzung der Fläche sowohl für Energieversorger als auch für die lokale Landwirtschaft wirtschaftlich rentabel sein kann. 

Dänische Bürger und Agri-Photovoltaik: VR-Studie zur Akzeptanz 

Eine Studie der Aarhus University in Dänemark untersuchte, wie Bürger Agri-Photovoltaik (APV) im Vergleich zu herkömmlichen Solarparks wahrnehmen. Mithilfe von Virtual Reality (VR) wurden vertikale/horizontale APV-Anlagen mit konventionellen Solarparks verglichen. 

Spannende Ergebnisse:

• Aus der Ferne betrachtet, bewerteten die dänischen Bürger APV-Anlagen eher negativ. 
• Bei näherer Betrachtung verstanden sie jedoch den praktischen Nutzen und die Nachhaltigkeit von APV. 

Agrivoltaik in Italien: Potenzial zwischen Sonnenlicht und Schatten 

Agrivoltaik steht in Italien vor großen Chancen. Doch rechtlich befindet sich die Technologie noch im Graubereich.  Einerseits verbietet ein Gesetz seit 2024 die meisten freistehenden Photovoltaikanlagen. Andererseits fördert der nationale Aufbau- und Resilienzplan (PNRR) Agrivoltaik, allerdings mit unklarer Definition. Hinzu kommt, dass es an einer eindeutigen Definition von Agrivoltaik fehlt und die einzelnen Regionen eigene Regelungen erlassen. Trotz dieser Hürden ist das Potenzial von Agrivoltaik in Italien groß. Die Technologie kann einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten und gleichzeitig die landwirtschaftliche Nutzung des Bodens erhalten. Um Agrivoltaik in Italien voranzubringen, braucht es jedoch mehr Rechtssicherheit und Klarheit. Eine eindeutige Definition und einheitliche Gesetzgebung sind notwendig, um Investitionen in die Technologie zu fördern und ihre Nutzung zu erleichtern. 

Agrivoltaik in Deutschland: Auf dem Weg zur Marktreife? 

Agrivoltaik steht in Deutschland vor einem Umbruch. Seit April 2023 wurden wichtige rechtliche Rahmenbedingungen verbessert, die die Technologie vorantreiben sollen. 

Beispielsweise plant die deutsche Normungsbehörde die Einführung einer neuen Vorgabe für Agrivoltaik mit Tierhaltung, die als Grundlage für eine gesetzliche Definition dienen könnte.  

Zusätzlich gibt es nun vereinfachte Genehmigungsverfahren für kleine Agrivoltaikanlagen, welche die Bürokratie reduzieren und die Umsetzung beschleunigen sollten 

Trotz dieser Fortschritte bleiben Herausforderungen:

• Fehlender Technologiebonus für kleine Anlagen im EEG: Der bestehende Bonus von 1,2 Cent pro kWh ist zu niedrig, um kleine Anlagen rentabel zu machen. 
• Unklarheit bei EU-Direktzahlungen: Es ist noch unklar, ob Agrivoltaik-Flächen weiterhin für EU-Förderungen in der Landwirtschaft qualifiziert sind. 
• Fehlendes Gesamtkonzept: Die Studie fordert ein umfassendes politisches Rahmenwerk, das die verschiedenen Aspekte von Agrivoltaik, wie Landnutzung, Energiegewinnung, Naturschutz und Wirtschaftlichkeit, miteinander vereint. 

Der Rechtsrahmen für Agrivoltaik in Deutschland verbessert sich deutlich. Um die Technologie jedoch zu einem Markterfolg zu führen, sind weitere Schritte notwendig, die insbesondere kleine Anlagen und die ökologischen Aspekte von Agrivoltaik stärker fördern. 

Agrivoltaik-Ertrag berechnen mit dem Promet-Modell 

Eine Studie von VISTA Remote Sensing in Geosciences GmbH und BayWa r.e. beschäftigt sich mit der Modellierung von Agrivoltaik-Systemen (APV) mithilfe des Promet-Modells. Promet simuliert Pflanzenwachstum, Erträge, Wasserhaushalt, Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe. Dabei berücksichtigt es verschiedene landwirtschaftliche Bewirtschaftungsmethoden. 

Die Wissenschaftler:innen arbeiten mit der Universität München zusammen, um Promet für die APV-Modellierung anzupassen. Promet kann einen “digitalen Zwilling” eines Feldes erstellen. Mittels eines Schattenmodells wird die Beschattung durch die Solarmodule simuliert. Landwirte können ihren Standort im Modell verorten und so die zu erwartenden Erträge unter APV-Bedingungen berechnen. Dies soll dabei helfen, Landwirte von der Rentabilität von APV-Systemen zu überzeugen, da die prognostizierten Ertragseinbußen durch die Solarmodule geringer ausfallen könnten als erwartet. 

Die Validierung des Modells mit realen APV-Anlagen steht allerdings noch aus. 

Insgesamt herrschte große Einigkeit darüber, dass Agrivoltaik ein enormes Potenzial hat, um die Energiewende voranzutreiben und gleichzeitig die landwirtschaftliche Produktion zu erhalten. 

Die AgriVoltaics World Conference 2024 hat gezeigt, dass Agrivoltaik eine zukunftsweisende Technologie ist, die einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Zukunft leisten kann. 2025 wird die AgriVoltaics World Conference vom 1. bis 3. Juli in Freiburg stattfinden.  

Weitere Informationen zur AgriVoltaics World Conference 2024 finden Sie auf der Website der Konferenz: https://www.agrivoltaics-conference.org/