Die Solarmodule schützen die Apfelbäume u.a. vor zu starker Sonneneinstrahlung und Extremwetter (Foto: Fraunhofer ISE)

Gelsdorf: Agri-PV-Anlage für klimafreundlichen Obstanbau

Im Forschungsprojekt "Agri-PV Obstbau" haben BayWa r.e. und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Zusammenarbeit mit weiteren Forschungspartnern auf dem Bio-Obsthof Nachtwey im rheinland-pfälzischen Gelsdorf eine Agri-PV-Forschungsanlage für Äpfel und Spalierobst gebaut. Sie bildet hierzulande die erste Anlage ihrer Art.

Ziel ist es, die Klimaresilienz im Obstbau zu optimieren und gleichzeitig Solarstrom zu produzieren. Dafür werden acht verschiedene Apfelsorten getestet. Fünf Jahre lang wollen die Projektpartner Daten generieren und beurteilen. Die Versuche sollen Erkenntnisse darüber liefern, inwieweit Agri-Photovoltaik-Anlagen die Pflanzen und Früchte vor Hagel, Starkregen, Sonnenbrand, Frost oder extremen Temperaturen schützen können. Weiterhin sollen die Effekte des variierenden Lichteinfalls auf Wachstum und Erträge untersucht werden.

Solarstrom wird vielfältig genutzt

Die Gesamtversuchsfläche des Forschungsprojekts umfasst etwa 9100 m², die Agri-PV-Anlage mit einer Leistung von 258 kW_p beansprucht dabei etwa ein Drittel der Fläche auf dem Untersuchungsgebiet. Der anhand der Agri-PV-Anlage erzeugte Solarstrom findet im Betrieb Verwendung. Konkret treibt er einen für das Projekt von der Agco GmbH zur Verfügung gestellten batterieelektrischen Traktor sowie das Bewässerungssystem an. Der Strom für das Kühllager wird aus einer bereits bestehenden Photovoltaik-Dachanlage bezogen. Mit der erweiterten Sonnenstromerzeugung und einem ausgefeilten, betriebsorientierten Energiekonzept sollen die CO₂-Emissionen auf dem Hof bedeutsam sinken.

Das übergeordnete Ziel des durch das Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, und Mobilität des Landes Rheinland-Pfalz (MKUEM) und das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Projekts ist es, die Klimaresilienz im Obstbau zu erhöhen und eine sichere und nachhaltige Apfelproduktion mit weiterer Solarstromerzeugung zu ermöglichen.

Neue Herausforderungen für die Landwirtschaft

Aufgrund der fortschreitenden Energiewende müssen Konzepte entwickelt werden, um nachteilige Auswirkungen auf die Ernten zu umgehen. Der Obstbau in Deutschland ist schon heute von den Konsequenzen des Klimawandels betroffen. Dazu zählen starke Sonneneinstrahlung, ansteigende Temperaturen und immer öfter auch extreme Wetterereignisse wie Hagel und Starkregen. Um Qualitäts- und Ertragseinbußen entgegensteuern zu können, werden im Obstanbau bereits verstärkt Hagelschutznetze und Folien eingesetzt.

Eine Agri-PV-Anlage soll diese konventionellen Schutzkonstruktionen im Obstbau ablösen und die Pflanzen und Früchte vor bedenklichen Umwelteinflüssen bewahren. Das Design der PV-Anlage wird den Anforderungen der Landwirtschaft in der Vegetationsphase angepasst, damit die landwirtschaftliche Tätigkeit nicht beeinträchtigt wird bzw. durch deren Schutzfunktion sogar einen Nutzen ziehen kann.

Der Weg zum Ziel

Das gewünschte Ergebnis einer Agri-PV-Obstbauerzeugung zielt nicht an erster Stelle auf eine Maximierung der Ernteerträge ab, sondern auf eine sichere und qualitativ erstklassige Apfelproduktion mit zusätzlicher Solarstromproduktion. Der landwirtschaftliche und der energetische Teil des Systems sind durch zusätzliche Synergien verbunden. Auf diese Weise kann die erzeugte elektrische Energie in der Apfelproduktion in den vor- und nachgelagerten Bereichen verwendet werden, etwa durch den Einsatz von elektrifizierten Landmaschinen oder bei der Lagerung der Apfelernte im elektrisch betriebenen Kühlhaus.

Weiterhin sollen die Ergebnisse des Projektes Auskunft geben, inwieweit ein Obstanbausystem und herkömmliche PV-Anlagetechnik verträglich sind. Hierfür wird die Agri-PV-Obstbauanlage vor allem hinsichtlich des Lichtmanagements, des Anlagendesigns, der Landschaftsästhetik, ihrer Wirtschaftlichkeit, ihrer Sozialverträglichkeit und pflanzenbaulicher Parameter getestet.

Dafür benötigt es vier verschiedene Versuchsvarianten: Die Kontrollvariante mit betriebsüblichen Hagelschutznetzen, die Agri-PV-Anlage sowie die Agri-PV-Anlage mit reduziertem Pflanzenschutzmitteleinsatz und die Folienüberdachung.

Der Projektteil zur gesellschaftlichen Befürwortung und Sozialverträglichkeit beschäftigt sich mit möglicherweise auftretenden Konflikten (Landnutzung, Verteilung, Prozessgerechtigkeit) innerhalb vielfältiger Akteurskonstellationen. Darüber hinaus werden Bürgerveranstaltungen ins Leben gerufen, ein Agri-PV-Obstbau Leitfaden für die Obstanbauer erarbeitet und mit lokalen Entscheidern die Chancen untersuchen, die Agri-PV-Technologie in den bestehenden Klimaschutzplan einzubetten.

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