Agriphotovoltaik

Der Strombedarf steigt für die Heizung mit Wärmepumpen und für die Elektromobilität im Personen- und Frachtverkehr und übersteigt dabei schon heute die durch die Klimaerhitzung sinkenden Erträge aus der Wasserkraft. Strom muss daher in Österreich mit russischem Gas hergestellt und aus Tschechien und Deutschland importiert werden. Neben der Windkraft wird der Sonnenenergie in der Dekarbonisierung eine zentrale Rolle von internationalen Organisationen (IPCC, EU) und der österreichischen Bundesregierung zugedacht. Allerdings genügen die Dachflächen und Streifen entlang der Autobahnen hierfür nicht und geeignete Brachen, die nicht als Biotope dienen finden sich nur wenige.

Einen interessanten Lösungsansatz bietet die Agriphotovoltaik (APV)

Agriphotovoltaik APV ermöglicht eine Synergie zwischen Agrarnutzung und PV-Stromgewinnung. Es gibt in der APV einen steilen Entwicklung: erste Anlagen entstanden 2011 in Frankreich und Italien. 2021 waren bereits über 14 GWp installiert, mit viel Luft nach oben allein für Deutschland wird ein Ausbau bis 1,700 GWp vom Fraunhofer Institut angenommen. [[1]] [[2]]

Vorteile für den Landbaubetrieb:

• Schutz vor Extremwetter wie Hagel, Starkregen
• und Hitze („Sonnenbrand“),
• Schutz vor Spätfrost nach frühem Austreiben durch milde Winter in den noch längeren Nächten ist i.d.R. gegeben und kann ggf. durch Heizdrähte weiter unterstützt werden (siehe Versuchsanlage Geisenheim), Die Panele im PV-Weinbau (viti-pv) isolieren den Boden von Frosteinbrüchen (2°C wärmer)
• verminderte Verdunstung an der Bodenoberfläche bzw. der Kultur verhindert Austrocknung bzw. reduziert den Bewässerungsbedarf um bis zu 20% ggf Bewässerungssystem mit Wassersammlung in unterirdischen Zisternen und Tropfbewässerung
• Verminderter Düngemittelbedarf bei Einbringung über die Tropfbewässerung s.o.
• Gesündere Lebensmittel durch geringeren Pflanzenschutzmitteleinsatz
• Zeitersparnis durch Wegfall von Hagelnetzmanipulation
• Durch Schutz vor Ernteausfällen kann es zu einer Steigerung des Ernteertrags kommen:
  • Bei Beeren >8% bei großen Anbauflächen.
  • In der Versuchsanlage in Jülich über Apfelbäumen konnte in heißen Sommern durch Schutz vor Hitze und Austrocknung das Fruchtgewicht gesteigert werden
  • Blattgemüse profitierte von der 30% reduzierten Lichteinstrahlung mit vermehrte Blattwachstum , ebenso wie Sellerie in Heggelbach
  • Verbesserte Ernte im Weinbau unter Hitzestress
• Nutzung von PV-Strom für den Eigenbedarf
• Verbesserung des Images

Besonders vorteilhaft ist AGP im spezialisierten Weinbau, Obst- und Gemüseanbau sowie bei Verschattungstolerante Pflanzen (Kopfsalat, Klee, Steinfrüchte, Beeren, Hopfen, Spargel).

Vorteile für die PV-Anlage

• Verfügbarkeit von Fläche
• Ggf. Nutzung vorhandener Stützstrukturen
• Verbesserte Ausbeute durch Kühlung der PV-Flächen (Konvektion & Verdunstung) vermindert die Nachteile durch 20-40% reduzierte Flächenertrag gegenüber Freiflächen PV etwas. Mit APV lassen sich damit immerhin 500 -800 kWp /ha (statt 700 - 1,100 kWp/ha) erzielen.

In Heidegg, Steiermark wird AGP der österreichischen Fa. Ecowind als offene fixe Installation mit semitransparenten (49%) Modulen 340 kWp und einem erwarteten Stromertrag von 122kWh/ha in einer neu angelegten Obstplantage erprobt [[3]] [[4]]

Ecowind ist ein Unternehmen der BayWa [[5]] Eine weitere Firma im APV-Markt ist Gridparity [[6]

Agri-PV ist auch für den Weinbau geeignet und wird dann Vitiphotovoltaik genannt:

Die Montage des teilgeschlossenen PV-Daches erfolgt mittels aufgeständerter PV (Überkopfmontage in ca. 3m Höhe), was eine Bearbeitung mit Maschinen darunter erlaubt. Bei ost-west gerichteten Weingärten wird dabei die PV nach Süden ausgerichtet und in nord-süd gerichteten Weingärten werden eine fixe nach Osten und Westen ausgerichtete Panelreihen oder ein Trackingsystem eingesetzt.

Zusätzliche Vorteile im Weinbau neben den Vorteile der APV (s.o.):

• frühere Reife mit hohem Zuckergehalt und reduzierte Säurewerte wird verhindert
• Verringerung von Pilzkrankheiten durch Regenschutz erleichtert biologischen Anbau

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Dabei wird durch teiltransparente PV über jeweils 2 Reihen noch ca. 70% des Sonnenlichts durchgelassen (durch die und zwischen den Modulen), was angesichts steigender Sonnenintensität in südgerichteten Lagen ausreichen dürfte (prüfen für Wien).

In Deutschland gibt es bereits eine Weinberg Versuchsanlage mit semitransparenten (50%) Panels mit Tracking (100 kWp) in bestehendem Weinbau in Kooperation mit der Hochschule Geisenheim im Rahmen des Vorhabens VitiVoltaic4Future [[8]] Video: [[9]

Europas größte PV-Anlage mit Solar-tracking Modulen (4,5 ha) steht seit 2018 in einem Weingarten in Tresserre (Pyrénées-Orientales, Occitanie). Die Fa. Sun’Agri hat noch weitere Anlagen im Weinbau in Piolenc, Vaucluse, und Inra Pech Rouge in Aude. Die Investitionen belaufen sich dabei auf €800,000/ha [[10]] Dabei werden die kippbaren Module auf den Ernteertrag optimiert eingestellt (was die Stromausbeute allerdings um 15% vermindert). 2022-2023 laufen 40 weitere kleine (2-4 ha) Installationsprojekte der Firma im Weinbau in Südfrankreich, im Rhonetal und am Mittelmeer: [[11]]