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Welche Synergieeffekte ergeben sich bei der Doppelnutzung von Obstanbauflächen für die Solarstromerzeugung? Dieser Frage geht ein Konsortium aus 13 Projektpartnern unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme im Rahmen des Forschungsprojekts Modellregion Agri-Photovoltaik für Baden-Württemberg nach.

Für die Umstellung von fossilen auf erneuerbare Energiequellen wie Photovoltaik werden viele Freiflächen benötigt – ein äußerst knappes Gut. Darauf basiert der Grundgedanke von Agri-PV: Agrarflächen zugleich für die PV-Stromerzeugung zu nutzen. Welche Nutzungskonflikte zwischen den landwirtschaftlichen und den solarstromtechnischen Anforderungen entstehen können, wird aktuell anhand unterschiedlicher Pilotanlagen in Baden-Württemberg untersucht; geplant ist die Einrichtung von insgesamt neun Anlagen. Die fünfte und bislang größte überdacht seit April 2024 den Obsthof Vollmer in Oberkirch-Nussbach.

Vielversprechende Potenziale

Die erste Agri-PV-Anlage des Forschungsprojekts wurde über Apfelbäumen in Kressbronn am Bodensee installiert; hier konnten bereits zwei Jahre lang Messungen durchgeführt werden, die vielversprechende Ergebnisse zeigen: Der Obsthof konnte auf der Fläche unter der PV-Anlage 70 Prozent der Pflanzenschutzmittel einsparen. Darüber hinaus reduzierte sich der Bewässerungsbedarf um 50 Prozent: Der durch den Klimawandel steigenden Tendenz von zu viel Sonne und zu wenig Wasser für die Apfelbäume wird durch die Verschattung entgegengewirkt. Zudem erzeugen die Module über 20 Prozent mehr Strom, als das Konsortium auf Basis ihrer Simulationen erwartet hatte. Die Gründe werden aktuell noch untersucht. Die Forschenden vermuten, dass die Kombination aus Verdunstungskühlung und Hinterlüftung der PV-Module Grund zu den erhöhten Stromerträgen führen.

Deutschlandweit größte Agri-PV-Anlage mit nachgeführten Modulen

Die Anlage in Oberkirch-Nussbach besteht aus vier Teilen: Neben den festmontierten PV-Modulen über Kiwi-, Apfel-, Birnen- und Zwetschgenbäumen gibt es ein zweites System im Beerenanbau. Letzteres ist an einen Folientunnel mit semitransparenten Modulen angelehnt. Kernstück des Projekts ist ein nachgeführtes System mit vollverschattenden Modulen: Nachgeführte Photovoltaikanlagen richten ihre Solarmodule nach dem Sonnenstand aus und können so potenziell mehr Strom erzeugen.

Dabei wurden die 140 Meter langen Reihen halbiert: Die eine Hälfte wird unter Einbezug von pflanzenphysiologischen Gesichtspunkten nachgeführt, während die andere Hälfte rein nach sonnenoptimierten Parametern gesteuert wird. Die Nachführalgorithmen wurden am Fraunhofer ISE entwickelt und werden seit Mitte 2024 erprobt. 

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