Wissenswertes über Agri-Photovoltaik Anlagen
Agri-Photovoltaik: Nachhaltige Synergien in Landwirtschaft und Solarenergie
Wie können landwirtschaftliche Flächen gleichzeitig zur Nahrungsmittel- und Futterproduktion oder Tierhaltung sowie zur Gewinnung von Solarenergie genutzt werden? Agri-Photovoltaik (Agri-PV) bietet eine fortschrittliche Lösung, die diesen Spagat ermöglicht. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Agri-Photovoltaik die Landwirtschaft ergänzt und welche Auswirkungen sie auf die erneuerbare Energieerzeugung hat.
Das Wichtigste auf einen Blick
Herausforderungen von Agri-Photovoltaik
Das Wichtigste auf einen Blick
- Agri-Photovoltaik kombiniert landwirtschaftliche Nutzung und Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen auf derselben Fläche, wodurch Synergien geschaffen werden und die Landnutzungseffizienz gesteigert wird.
- Agri-PV kann auf verschiedensten landwirtschaftlichen Flächen integriert werden. Unter anderem im Ackerbau, auf Grünland, in Sonderkulturen und im Obstbau. Verschiedene Technologien ermöglichen maximale Synergien zwischen Landwirtschaft und Energieerzeugung.
- Regulatorische Rahmenbedingungen wie das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) unterstützen die Integration von Agri-PV in landwirtschaftliche Bereiche, indem sie beispielsweise Vergütungen und Subventionen zur Förderung vorsehen. Somit tragen sie zur nachhaltigen Energie- und Nahrungsmittelproduktion bei.
Agri-Photovoltaik: Eine Win-Win-Situation für Landwirtschaft und Energie
Agri-Photovoltaik (Agri-PV) ist die gleichzeitige Nutzung von Flächen für die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion und die Stromerzeugung durch Photovoltaik-Anlagen. Diese Kombination verbessert die Energieeffizienz und schafft Synergien zwischen Landwirtschaft und Solarenergie, ohne die Produktion von Nahrungsmitteln zu beeinträchtigen.
Sie stellt eine Win-Win-Situation dar, die sowohl der Landwirtschaft als auch der Erzeugung von erneuerbaren Energien zugutekommt, indem landwirtschaftliche Flächen gleichzeitig für die Pflanzenproduktion und die Energiegewinnung genutzt werden.
Prozentuale Erträge einer Agri-PV-Anlage im Vergleich zu einem konventionellen Solarpark.
Agri-PV im globalen Kontext
Agri-Photovoltaik ist ein globaler Trend, der in den letzten fünf Jahren weltweit an Bedeutung gewonnen hat. Mit etwa 14 GW installierter Kapazität weltweit und einem prognostizierten technischen Potenzial von 1.700 GW allein in Deutschland hat Agri-PV die Fähigkeit, die Nahrungs- und Energieversorgung auf nachhaltige Weise zu sichern.
Länder wie Japan, China und einige US-Bundesstaaten haben bereits in den 2010er Jahren angefangen, Agri-PV zu fördern und legten damit den Grundstein für eine erfolgreiche Integration in die heimische Landwirtschaft.
Eine Illustration einer Agri-PV-Anlage, die zur Doppelnutzung auf landwirtschaftlichen Flächen installiert wurde.
Die Potenziale auf einen Blick
- Nachhaltige Landwirtschaft: Die Landwirtschaft kann mit Agri-Photovoltaik nachhaltiger gestaltet werden, denn die Module vermindern die Verdunstung und schützen vor extremer Witterung. Mit zunehmender Elektrifizierung der Maschinen werden Landwirte zudem unabhängiger von fossilen Energiequellen.
- Energieerzeugung: Agri PV-Anlagen bieten das Potenzial, erhebliche Mengen sauberer Energie zu erzeugen, wodurch sie zur Reduzierung der CO2-Emissionen beitragen und einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten können.
- Landnutzungseffizienz: Die Kombination von Solarenergieerzeugung und Landwirtschaft ermöglicht eine effizientere Nutzung von begrenzten Agrarflächen.
- Diversifizierung der Einkommensquellen: Für Landwirte bietet die Integration von Agri-PV die Möglichkeit, zusätzliche Einnahmequellen zu erschließen, indem sie sowohl Strom als auch landwirtschaftliche Erträge generieren.
- Förderung der Biodiversität: Agri-PV-Anlagen schaffen konstruktionsbedingt viele Kleinstandorte und sind besonders geeignet für extensive Bewirtschaftungsverfahren wie z.B. den ökologischen Landbau.
- Problemloser Rückbau der Anlage: Nach der Lebensdauer der PV-Anlage (ca. 30 Jahre), können die Solarmodule recycelt und die Fläche rückstandslos wieder vollständig für die Landwirtschaft genutzt werden.
Herausforderungen von Agri-Photovoltaik
Trotz des enormen Potenzials von Agri-PV gibt es auch Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt.
Eine der größten Herausforderungen besteht darin, die Akzeptanz für Agri-PV in der Landwirtschaft zu steigern, da Aspekte wie Wirtschaftlichkeit, Flächennutzung und Integration in die landwirtschaftlichen Betriebsabläufe von Bedeutung sind. Vor allem die Wirtschaftlichkeit hat bisher dazu geführt, dass in Deutschland fast ausschließlich Forschungs- und Demonstrationsanlagen gebaut wurden. Außerdem mangelte es viele Jahre an einheitlichen Vorgaben und Definitionen, die einen Standard für eine wirksame flächige Förderung vorgeben.
Nicht zuletzt sind Landwirte gegenüber der Agri-PV skeptisch, da sie nicht sicher sind, ob sie die Fläche weiter bewirtschaften können oder erst neue Investitionen erfolgen müssen. Es herrscht außerdem eine Verunsicherung hinsichtlich Haftungsfragen, wie zum Beispiel bei durch den Landwirt verursachte Schäden an der Photovoltaikanlage.
Zudem stellt die Technologie hohe Anforderungen an die technische Umsetzung und Planung der Anlagen. Insbesondere die Integration in landwirtschaftliche Abläufe muss berücksichtigt werden, um die Hauptnutzung der Landwirtschaft zu gewährleisten. Die Auswahl der geeigneten Technologie und die Durchführung von Machbarkeitsstudien sind entscheidende Schritte bei der Implementierung von Agri-PV-Projekten. Denn die Art und Weise, wie Solarmodule in Agri-PV-Systemen installiert werden, beeinflusst maßgeblich die Effizienz der Systeme.
Die Ausrichtung der PV-Module kann dabei fix oder auch verstellbar sein, so dass man sie je nach Platzbedarf oder Wetterbedingungen schwenken kann (siehe Abbildung). Grundsätzlich können dabei Anlagen mit niedrig und hoch aufgeständerten Modulen unterschieden werden.
Die Grafik zeigt oben eine festaufgeständerte Agri-PV Anlage. Zwischen den Modulreihen und unter den Modultischen können entsprechende Pflanzen gesät werden. Die untere Reihe zeigt schematisch die Funktionsweise nachgeführter Module, welche dem Sonnenstand im Tagesverlauf folgen, aber auch auf Knopfdruck horizontal oder vertikal bewegt werden können. Dies bietet vor allem mehr Raum für landwirtschaftliche Maschinen.
Integration von Photovoltaik in verschiedene landwirtschaftliche Bereiche
Agri-PV kann in verschiedenen landwirtschaftlichen Bereichen eingesetzt werden.
1) Agri-PV in Ackerbau und Grünland
Agri-Photovoltaik kann auch im Ackerbau und Grünland eingesetzt werden, um die Flächennutzung zu optimieren und die Energieerzeugung zu erhöhen. In diesem Bereich bietet Agri-PV Schutz vor extremen Wetterbedingungen wie starker Sonneneinstrahlung und Wind. Laut dem Fraunhofer ISE ist Agri-Photovoltaik deshalb besonders geeignet für Kulturen wie Feldfutterarten (z.B. Kleegras) oder Blattgemüsearten (z.B. Salat).
2) Agri-Photovoltaik in Sonderkulturen und Obstbau
Neben dem Ackerbau und Grünland kann Agri-PV auch in Sonderkulturen und Obstbau integriert werden, um zusätzlichen Schutz vor Wetterextremen zu bieten (z.B. Kälte, Regen, Hagel, starke Sonneneinstrahlung) und die Energiegewinnung zu steigern. Insbesondere Beerensträucher und Obstbäume wie Äpfel eignen sich besonders gut für die Integration von Agri-PV. Weitere geeignete Sonderkulturen sind zum Beispiel Bärlauch, Spargel und Hopfen.
3) Öko-PV als Sonderform der Agri-Photovoltaik
Grundsätzlich sind die beiden Ansätze Agri-PV und Öko-PV sehr ähnlich: Das Prinzip, eine Fläche für die Energieerzeugung und Pflanzenproduktion gleichzeitig zu verwenden, ist identisch. Bei Öko-PV geht es jedoch, im Vergleich zu Agri-PV, um Blühwiesen zwischen den Solarmodulen und weniger um die Ernte von Futter- oder Nahrungsmitteln für die Agrikultur. Die Fläche zwischen den Solarparks wird damit der Natur überlassen und kann sich ungestört entwickeln, was für die Landwirtschaft ebenfalls enorme Vorteile bieten kann.
Durch die ungestörte Entwicklung von Pflanzen und Tieren rund um die Solarmodule, werden neue Lebensräume geschaffen. Die Biodiversität wird damit in hohem Maße gefördert. Durch Wachstum und Vielfalt der Insektenarten, profitiert die Landwirtschaft wiederum von steigender Bestäubung auf nahegelegenen Feldern. Die Fläche selbst kann sich während der Lebenszeit der Solaranlage in Ruhe erholen.
Die Pflege des Solarparks wird bei Öko-Photovoltaik also in hohem Maße der Natur überlassen. So kann eine zusätzliche Schafbeweidung auf der Fläche zum Beispiel dafür sorgen, dass Pflanzen nicht über die Module wachsen und diese verschatten. Natürlicher Grünschnitt und Düngung werden damit gewährleistet.
Öko-PV überlässt als Sonderform der Agri-PV den Platz zwischen den Modulreihen der freien Natur.
4) Agri-PV inklusive Tierhaltung
Zukünftig soll es für die Kombination aus Tierhaltung und Solarenergieerzeugung eine offizielle Norm geben: die DIN SPEC 91492:2024-06. Dort sind bereits Anforderungen an die zweifache Nutzung einer Fläche in Form von Nutztieren und Solarmodulen definiert. Im Juni 2024 wird die DIN SPEC veröffentlicht. Dabei werden unter anderem die Anforderungen an Planung, Betrieb, Überwachung und Qualitätssicherung der PV-Anlage festgehalten. So muss zum Beispiel die Lichtintensität und -verteilung unter den PV-Modulen an die Nutztierhaltung angepasst werden. Ebenso muss die Anlage vor Beschädigungen durch die Nutztiere geschützt werden.
Agri-PV als Verknüpfung von Solarenergie und Nutztierhaltung.
Umweltaspekte von Agri-Photovoltaik
Agri-Photovoltaik bietet nicht nur Vorteile in Bezug auf Energiegewinnung und Landwirtschaft, sondern trägt auch zum Umweltschutz und zur Klimaresilienz bei. Ähnlich zur normalen Freiflächenanlage, kann auch Agri-PV die Biodiversität stärken und CO2-Emissionen reduzieren.
A. Agri-PV und Biodiversität
Die Biodiversität kann durch die Implementierung von Agri-PV gefördert werden. Eine Studie des Bundesverbands Neue Energiewirtschaft (BNE) hat sich näher mit den Synergieeffekten zwischen Freiflächen-Photovoltaikanlagen und dem Erhalt der dortigen Tier- und Pflanzenwelt beschäftigt. Das Ergebnis? Photovoltaik-Freiflächenanlagen erzeugen nicht nur grünen Strom, sondern bieten auch Lebensräume für Pflanzen und Tiere, die dort vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Untersuchungen haben gezeigt, dass dieser Effekt bei Agri-Photovoltaikanlagen mit Tracker-Modulen besonders stark wirkt.
B. Klimaschutz und CO2-Reduktion durch Agri-PV
Agri-PV trägt zur Reduzierung von CO2-Emissionen und zum Klimaschutz bei, indem sie erneuerbare Energien fördert und den Flächenverbrauch minimiert.
Weitere Vorteile von Agri-Photovoltaik
Neben den Umwelt-Aspekten, haben Agri-Photovoltaikanlagen weitere Vorteile zu bieten:
• Schutz vor Hagel-, Frost- und Dürreschäden
• Steigerung der Windlast der Anlage
• Reduzierung der Sonneneinstrahlung
• Verbesserung der Anbaubedingungen durch besseres Mikroklima
• Beitrag zur Resilienz gegenüber Klimaveränderungen
Zusammenfassung
Agri-Photovoltaik hat das Potenzial, die Landwirtschaft und die Energieerzeugung grundlegend zu transformieren. Sie schafft eine Win-Win-Situation, indem sie Landwirten die Möglichkeit bietet, gleichzeitig Futter- oder Nahrungsmittel zu produzieren oder Nutztiere zu halten und erneuerbare Energie zu erzeugen. Werden ihre bedeutenden Flächenpotenziale genutzt, dann spielt sie in Zukunft eine entscheidende Rolle bei der Energiewende und bei der Förderung der Biodiversität.
Für SENS liegen die Vorteile dieser kombinierten Flächenhaltung klar auf der Hand. Daher entwickeln, planen und bauen wir Ihre Solaranlage auch als Agri-Photovoltaikanlage und geben somit Ihren Futtermitteln, Tieren und den Solarmodulen ein gemeinschaftliches Zuhause für viele Jahre. Sie möchten die Vorteile von Agri-Photovoltaik für sich nutzen? Dann erfahren Sie hier mehr.
Fotos: SENS
Veröffentlicht: 08.05.2024
FAQ
Was zählt als Agri-PV?
Agri-PV ist die gleichzeitige Nutzung von Flächen für die landwirtschaftliche Tier- und Pflanzenproduktion und die PV-Stromproduktion. In Agri-Photovoltaik-Anlagen muss weiterhin eine landwirtschaftliche Tätigkeit möglich sein und mit ihr rund 2/3 des Ertrags einer Referenzfläche erzielt werden.
Wie teuer ist eine Agri-PV Anlage?
Für die Installation einer Agri-PV-Anlage kann man grob mit Kosten von 500 bis 1.000 Euro/kWp rechnen, meist jedoch 700 bis 800 Euro/kWp. Darüber hinaus kann Agri-PV dazu beitragen, das Flächenpotenzial effizient zu nutzen und ist in der Regel kostengünstiger als kleine Photovoltaik-Dachanlagen auf begrenzter Fläche.
Wo ist Agri-PV erlaubt?
Agri-PV-Anlagen bis zu einer Größe von 2,5 ha sind ohne B-Plan auch im Außenbereich erlaubt, wenn Sie in räumlicher oder funktionaler Nähe zum landwirtschaftlichen Betrieb stehen. Eine weitere Privilegierung besteht nicht auf nationaler Ebene. Auf Ebene der Bundesländer, Regionen und Kommunen gibt es zahlreiche Sonderregelungen bzgl. Freiflächen-PV auf landwirtschaftlichen Flächen. Zunehmend werden Agri-PV-Anlagen in Steuerungskonzepten und Kriterienkatalogen der Gemeinden berücksichtigt und als Positivkriterium formuliert. Grundsätzlich gibt es aber im baulichen Außenbereich keine Privilegierung von PV-Anlagen. Für den Bau eines Solarparks muss i.d.R. eine Änderung des Flächennutzungsplans im Verbund mit einer Bebauungsplan-Aufstellung erfolgen.
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