Oben der Solarstrom, darunter das Gemüse

Das Fraunhofer – Institut für Solare Energiesysteme setzt bei Photovoltaik in der Landwirtschaft auf Stelzen / Erstes Living Lab in der Testphase

Es ist nicht einfach, allen Bedürfnissen gerecht zu werden. Einerseits sollen die erneuerbaren Energien ausgebaut werden, andererseits verschwinden bereits jetzt jeden Tag um die 70 Hektar unbebaute Flächen durch Oberflächenversiegelung. Das Land wird immer mehr mit Straßen und Städten zugemauert. Da fällt es schwer, auch noch Nutzflächen für die Energiegewinnung abzuzweigen. Es ist deshalb höchste Zeit für neue Wege.

Das Fraunhofer ISE testet nun eine bahnbrechende Methode, bei der landwirtschaftliche Flächen trotz Energiegewinnung nicht nur Tieren als Weideflächen zur Verfügung stehen, sondern auf denen auch Acker- und Gemüsebau möglich ist. Die Idee ist so einfach, wie genial: Die bekannten Photovoltaik-Anlagen, die man heute bereits auf vielen Feldern sieht, werden auf Stelzen angebracht. In einer luftigen Höhe von fünf Metern wandeln die Photovoltaikmodule die Sonnenstrahlen in Strom um. Ein optimales Lichtmanagement sorgt für maximales Licht für eine gleichförmige Entwicklung der Ackerkulturen bei minimalem Energieverlust im Vergleich zu herkömmlichen PV-Anlagen. Die Fläche ist also trotz der Solaranlagen weiterhin ein Acker.

Das Konzept von Agrophotoviltaik: Oben Solarenergie, unten Ackerbau. Durch Agrophotovoltaik kann der Landnutzungskonflikt zwischen Energie- und Nahrungsmittelbereitstellung entschärft und ein Beitrag zur Energiewende geleistet werden.

Eine alte Idee wird zum Leben erweckt

Das Fraunhofer ISE wurde 1981 in Freiburg gegründet, hat 1100 Mitarbeiter und ist das größte Solarforschungsinstitut in Europa. 2015 betrug der Gesamtetat 83,7 Millionen Euro. Die ursprüngliche Idee für Agrophotovoltaik geht auf Institutsgründer und dessen Leiter bis 1993,  Professor Adolf Goetzberger, sowie seinen Kollegen Dr. Armin Zastrow zurück. Die beiden Forscher erkannten bereits 1982  die Chance, die drohende Flächennutzungskonkurrenz zwischen Landwirtschaft und Energieversorgung zu entschärfen. Allerdings hat es lange gedauert, bis die theoretischen Vorarbeiten auch in die Praxis umgesetzt werden konnten.

Im März 2015 wurde schließlich das Projekt „Agrophotovoltaik – Ressourceneffiziente Landnutzung (APV-RESOLA)“ http://www.agrophotovoltaik.de/ mit einem Kickoff-Meeting begonnen. Dieses Projekt soll zeigen, wie die Idee in die Wirklichkeit umgesetzt werden kann. Dazu arbeiten Forscher, Landwirt und Technikentwickler mit Nutzern und der Lokalbevölkerung eng zusammen. Die Methode des „Living Lab“ soll zeigen, wie groß der Nutzen ist und wie die Bevölkerung bereits in frühe Phasen eines Innovationsprozesses, nämlich bereits bei der Technikentwicklung, einbezogen werden kann.

Das Projekt „Agrophotovoltaik – Ressourceneffiziente Landnutzung“ ist Preisträger beim Wettbewerb „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen“. Der Projektleiter Stephan Schindele bei der Bekanntgabe der Preisträger in Berlin.

Erstes Living-Lab in Heggelbach

Das Projekt AVP-RESOLA ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass die Forscher nun in die Praxisphase einsteigen können: Am 18. September 2016 eröffnet das Forschungskonsortium und die Hofgemeinschaft Heggelbach in Kooperation mit den Energiewendetagen Baden-Württemberg die APV-Pilotanlage.

In Simulationen haben die Forscher des Instituts bereits ein optimales Lichtmanagement errechnet. So sollen die APV-Anlagen nach Südwest ausgerichtet und der  PV-Modulreihenabstand gegenüber herkömmlichen PV-Anlagen vergrößert werden. Die Forscher haben außerdem die perfekte Höhe gefunden, damit jederzeit Traktoren und Mähdrescher unter der Anlage durchfahren können. Nun soll die Praxis zeigen, ob die Zahlen und Fakten aus dem Labor auch stimmen. Kommt wirklich genug Regen durch? Scheint die Sonne wirklich immer noch so stark auf das Gemüse, wie sie soll?

Stephan Schindele vom Fraunhofer ISE: „Wir sind der Lösung schon sehr nahe. Aber für solche Fragen sind Freilandversuche unersetzbar.“

Damit die landwirtschaftlichen Spezialisten einen Vergleich haben, wird direkt neben der Anlage auf einerReferenzfläche zeitgleich das gleiche Gemüse angebaut. So kann unmittelbar beurteilt werden, ob der Anbau in irgendeiner Form beeinträchtigt wird.

Die Hofgemeinschaft Heggelbach liegt im Kreis Sigmaringen. Hier wird nach den Demeter-Richtlinien Bio-Gemüse angebaut. Fünf Familien leben hier, es gibt 45 Kühe, eine hauseigene Käserei und sogar Ferienwohnungen. Die Hofgemeinschaft war schon immer für neue Ideen offen und interessiert sich für alle Möglichkeiten, die den Ausstieg aus der Atomenergie erleichtern. 2009 erhielt die Hofgemeinschaft Heggelbach für ihre innovativen Lösungsmodelle sogar den Deutschen Solarpreis. Thomas Schmid ist auf dem gemeinschaftlich bewirtschafteten Hof für die Energiepolitik verantwortlich. „Unser Ziel war es schon immer, die nötige Energie selbst zu erzeugen.“ Für die Hofgemeinschaft war es daher eine Selbstverständlichkeit, sich für das Projekt AVP-RESOLA als Living Lab zur Verfügung zu stellen. Thomas Schmid ist ausgesprochen optimistisch. „Wenn der Agrophotovoltaik-Versuch mit der anspruchsvollen Fruchtfolge der Demeter-Landwirtschaft funktioniert, dann funktioniert er überall.“

Die Unterkonstruktion des Agrophotovolatik-Prototyps wurde in Österreich in der Praxis getestet, bevor die Anlage in Heggelbach errichtet wird.