Agri-PV ist eine noch junge, aber vielversprechende Technologie. Schon ein erstes Pilotprojekt am Bodensee – gestartet 2016 – zeigte nach einem Jahr, dass der Anbau unter Solarpaneelen funktioniert und sich für Landwirte auch lohnen würde. Die doppelte Nutzung von Ackerböden zur Erzeugung von Nahrungsmitteln und Energie kann aber auch einen entscheidenden Beitrag zur Bewältigung der Energiekrise leisten, wie Forschende der Universität Hohenheim in einer Studie aus dem Jahr 2022 zeigten. In einer aktuellen Untersuchung hat sich ein Team um Andreas Schweiger vom Fachgebiet Pflanzenökologie der Universität Hohenheim erneut mit dem Potenzial der Agri-Photovoltaik befasst. Die Forschenden wollten klären, inwiefern die Technologie unter den sich ändernden klimatischen Bedingungen dazu beitragen kann, Ernteerträge zu steigern.

Beschattung sorgt für geringeren Wasserverlust bei Pflanzen

„Zwar verringert die Beschattung durch die Photovoltaikanlage die Erträge, wenn ausreichend Wasser für das Pflanzenwachstum zur Verfügung steht. Bei Wasserknappheit profitieren die Pflanzen jedoch von der geringeren Verdunstung und damit einem geringeren Wasserverlust: Der Ertrag ist höher als auf den unbeschatteten Flächen“, resümiert Lisa Pataczek, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Universität Hohenheim.

Schutz vor Dürre und höherer Erträge

Agri-Photovoltaikanlagen auf dem Acker können demnach Pflanzen vor Dürre schützen und sogar mit höheren Erträgen aufwarten und somit die Folgen des Klimawandels für die Nahrungsmittelproduktion abschwächen. Diese „stabilisierende Wirkung auf die Ernteerträge“ mache Agri-PV zu einer vielversprechenden Technologie, so die Forschenden.

Besonderes Potenzial für trockene Regionen

Einen besonderen Effekt würden diese Agri-PV-Anlagen daher in den trockenen Regionen der Erde – wie etwa im Nahen Osten, Indien oder Teilen Afrikas haben. Hier könnte die Technologie helfen, die Folgen von Dürreperioden abzuschwächen. Vor allem in Regionen, wo das Wasser ohnehin knapp ist, würden die „Erschöpfung dieser wichtigen Ressource verringert und dabei gleichzeitig die CO₂-Emissionen aus der Stromerzeugung reduziert werden“, schreibt das Team im Fachjournal Plants People Planet. „Damit trägt die Agri-Photovoltaik nicht nur dazu bei, die Auswirkungen des Klimawandels in bereits als trocken eingestuften Regionen abzuschwächen“, sagt Andreas Schweiger. „Sie wird vor allem für Regionen von Bedeutung sein, die in Zukunft mit einer zunehmenden Wasserknappheit konfrontiert sein werden, wie zum Beispiel in großen Teilen der Mittelmeerregion.“ Die Technologie kann Schweiger zufolge auch eine Strategie sein, um Wüstenbildung zu bekämpfen.

Pflanzensorte für Erfolg entscheidend

Den Forschenden zufolge hängt der Erfolg dieser vielversprechenden Technologie nicht nur von den klimatischen Bedingungen ab, sondern auch davon, welche Pflanzen unter den Solarpaneelen angebaut werden. Hier gibt es Schweiger zufolge noch Forschungsbedarf, da die Pflanzen unterschiedlich auf die Beschattung reagieren. Dem Experten zufolge würden die meisten der bislang untersuchten Kulturen eine Beschattung von bis zu 15% ohne nennenswerte Ertragseinbußen tolerieren. Beeren, Obst und Fruchtgemüse beispielsweise profitieren sogar davon, während die Erträge bei Futterpflanzen, Blattgemüse, Knollen- und Hackfrüchten und auch vielen Getreide-Arten minimal leiden. Starke Ernteverluste gibt es hingegen bei Mais, Ackerbohnen, Soja und Lupinen.

Die Forschenden hoffen, dass neue Forschungsergebnisse auch dazu beitragen, Agri-Photovoltaiksysteme intelligenter zu machen. So könnten etwa die Stresssignale der Pflanzen in Echtzeit genutzt werden, um die Ausrichtung der Paneele und damit die Beschattung zu steuern.

bb