Neu entwickelte AgriPV Anlagen liefern hohe doppelte Erträge bei Kosten im Bereich von PV Freiflächenanlagen
Schon lange wird über den Nutzen von AgriPV Anlagen diskutiert. Vor dem Hintergrund der aktuellen Energiediskussionen herrscht mittlerweile eine erstaunlich große Einigkeit über den hohen Nutzen dieser PV-Anlagen.
Studien die z.B. Fraunhofer ISE durchgeführt hat, zeigen, dass sich auf landwirtschaftlichen Flächen in Deutschland der 5-8 fache Bedarf an Elektrizität (1.700 – 2.000 GW) erzielen lässt, der für die Energiewende im Jahr 2040 prognostiziert wird (300-450 GW).
Es lag vor allem an den vergleichsweise hohen Kosten, dass bisher nur wenige Pilotprojekte mit hohen Zuschüssen realisiert worden sind. Dies hat sich nun geändert. Mit vergleichbaren Kosten einer Freilandanlage bietet inzwischen die GridParity AG Preise von 1.000 – 1.200 €/KWp an. Diese liegen nur unwesentlich über denen von Freiflächenanlagen. Und auch bei den Stromerträgen je Hektar nähern sich AgriPV Anlagen denen von anderen Installationen an. Dies soll nachfolgend mit Zahlen belegt werden.
AgriPV Fence
Diese Systeme sind durch Reihen von senkrecht aufgeständerten bifazialen Doppelglas-PV Modulen gekennzeichnet. Um einen hohen Ertrag von beiden Seiten zu erzielen, müssen Verschattungen zu allen Tageszeiten (mit unterschiedlichen Winkeln der Sonneneinstrahlung) vermieden werden. Daher kommen nur rahmenlose bifaziale Module mit einer hohen Leistung in Betracht.
Der Ertrag je Hektar (ha) hängt auch von den Abständen der Reihen ab, wie die folgende Tabelle zeigt:
*Grundlage: B472/6-450 Wp Module
Der Reihenabstand wird von der landwirtschaftlichen Nutzung bestimmt.
Sollen Erntemaschinen genutzt werden, dann sollte ein großer Abstand von ca. 12 m gewählt werden. In diesem Fall ergibt lassen sich derzeit nur ca. 500 kWp je Hektar installieren.
Ist jedoch eine andere Nutzung oder auch eine Weidewirtschaft z.B. mit Schafen angestrebt, dann lassen sich Anlagen bis zu einem Megawatt je Hektar installieren, also fast die gleiche Leistung wie auf einem Freiflächenkraftwerk.
AgriPV für Obst- und Gartenbau
Bei dieser Anwendung sind die Abstände im Wesentlichen durch die Art der angebauten Früchte bestimmt, wobei sich die Einteilung in zwei Gruppen in der Praxis bewährt hat:
Niedrigere Aufständerungen für Beerenkulturen oder Gartenbau und höhere Aufständerungen für Baumkulturen wie z.B. Kern- oder Steinobstfrüchte.
Bei beiden Installationsarten liegen die Reihenabstände bei 5-6 m sodass sich auch hier die in der Tabelle unten ausgewiesenen hohen Anschlussleistungen je Hektar (ha) ergeben.
*Grundlage: B48-300 Wp Module mit 40 % Transparenz
Doppelter Ertrag und Zusatznutzen
Durch die Verwendung bifazialer Module ergeben sich sogar Zusatzerträge von 10-15 %.
Eine Anlage über einer Kernobstplantage (z.B. Apfelbäumen) erbringt im Bereich Bodensee Erträge von ca. 1150 kWh/KWp und in Südtirol von über 1200 kWh/KWp.
Bei fast allen Anwendungen der AgriPV Wirtschaft gibt es z.T. erhebliche Zusatznutzen die regional stark unterschiedlich ausfallen können.
In den südlichen Teilen Europas wie z.B. in Süditalien und Sizilien ist nur durch den Schutz vor der starken Sonneneinstrahlung überhaupt erst wieder eine landwirtschaftliche Bearbeitung großer Landesteile möglich. Der Klimawandel führt dort zu extrem hohen Temperaturen und extremer Wasserknappheit. Hier ermöglicht AgriPV eine langsame Umkehr der Prozesse: der Schutz vor extremer Sonneneinstrahlung schützt die Pflanzen und der gewonnene Strom kann für den Betrieb von Pumpen zur Bewässerung und anderen elektrischen Verbrauchern genutzt werden. Bei der Bewässerung wird z. B. sehr effizient Wasser ausschließlich direkt an die Pflanzen verteilt. Die sogenannte „Tröpfchenbewässerung“, ist die sparsamste aller Bewässerungsarten mit einer Effizienz von bis zu 95 %. Der normalerweise hohe Verlegeaufwand kann gespart werden, da die hierfür benötigten Schläuche direkt an den AgriPV Gestellen angebracht werden können. Über die für die Pflanzenarten speziell angebrachten kleinen Auslässe werden nur geringe Wassermengen abgegeben die ggf. zudem mit Nährstoffen angereichert werden können.
Die Anlagen bieten Schutz vor Extremwetterereignissen wie Starkregen und Hagel. Speziell im Obstbau wird oft ein beträchtlicher Teil der Ernten durch Hagel vernichtet oder die Vermarktung beeinträchtigt. Die teuren Hagelnetze werden eingespart. Auch der Einsatz von Spritzmitteln kann bis zu 80 % reduziert werden, da diese nicht mehr vom Regen abgewaschen und laufend erneuert werden müssen.
Den Vorteilen des AgriPV Einsatzes stehen nur wenige Nachteile gegenüber. Diese betreffen die Tatsache, dass nicht alle Pflanzen oder Gewächse mit der reduzierten Lichtintensität zurechtkommen und sich z.T. Mindererträge ergeben. Die landwirtschaftlichen Hochschulen haben weltweit bereits Kataloge entwickelt, welche Pflanzen in welchen Weltregionen betroffen sein können. In Zuchtanstalten wurden bereits Pflanzen gezielt im Hinblick auf die Wachstumseigenschaften bei geringerer Lichtzufuhr selektiert.
Die AgriPV Fence Systeme wiederum erfordern Anpassungen der Prozesse bei der Aussaat und Ernte.
Angesichts der Einschränkungen des fortschreitenden Klimawandels auf die Nahrungsmittelproduktion und des immens steigenden Bedarfs an Elektrizität zur Reduzierung des Einsatzes fossiler Brennstoffe wie z.B. Gas, stellt der gesteigerte Einsatz von AgriPV eine große Chance dar.
