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Was ist Agrivoltaik?
Wie viele Arten von Agri-Photovoltaik gibt es?
Was sind die Vorteile der Agro-Photovoltaik?
Die erfolgreichen Implementierungen der Agro-Photovoltaik
Nachteile der Agri-Photovoltaik?
Wir werden die vielen Varianten, Vorteile und inspirierenden Umsetzungen der Agrivoltaik untersuchen. Die Agrivoltaik birgt, wie jedes transformative Vorhaben, Herausforderungen, die berücksichtigt werden müssen. Wir lernen, wie diese einzigartige Technik unsere Landwirtschafts- und Energielandschaft verändern kann, indem wir die Versprechen und die Nachteile untersuchen.
Was ist Agrovoltaik?
Das schnell wachsende und vielversprechende Konzept der Agrovoltaik bezieht sich auf die gemeinsame Entwicklung derselben Landfläche für die Photovoltaik und die Landwirtschaft, was die Koexistenz zweier wichtiger Branchen ermöglicht. Auf der ganzen Welt wurden bereits verschiedene Varianten der Agrovoltaik entwickelt, wobei in den letzten Jahren eine breite Palette neuartiger Methoden entstanden ist, die für die Energie- und Klimawende von entscheidender Bedeutung sein werden.
Wie viele Arten der Agrovoltaik gibt es?
1.feststehende Solarpaneele über der Ernte
Die meisten konventionellen Agrovoltaiksysteme bestehen aus fest installierten Solarmodulen auf oder zwischen Feldern. Eine Änderung der Dichte oder des Neigungswinkels der Solarmodule kann die Effizienz der Anlage verbessern.
Die Festinstallation von Solarmodulen ist die gängigste Methode für den Einsatz von Agrovoltaik bei Großprojekten (>5 MW). Diese Art der Agrovoltaik verbessert das Wohlergehen der Tiere, da sie einen einfachen Zugang zu Schatten bietet, und ermöglicht außerdem den Anbau von Dauerpflanzen und Grünland zwischen und unter den Solarmodulen, das als Weide genutzt werden kann.
Durch die Anpassung der Licht- und Schattenmenge, die die darunter befindlichen Pflanzen erhalten, schaffen nachgeführte Solaranlagen ein stabileres Landwirtschafts- und Energiesystem. Außerdem bieten sie den Pflanzen Schutz vor rauen Witterungsbedingungen und fördern das Wachstum der Pflanzen.
2.Sonnenkollektoren auf höherem Niveau
Bei dieser Agrovoltaik-Anwendung werden die Solarmodule höher als üblich angebracht. Dadurch wird die Höhe über dem Boden vergrößert (oft zwischen 2,5 und 5 m, je nach den Zielen und Anforderungen des Projekts). Dies ebnet den Weg für die Verbesserung der Ernteerträge in Bereichen wie Obstplantagen und Weinbergen.Zwischen den Solarmodulen ist genügend Platz, damit das Licht die Pflanzen erreichen kann, was ein gesundes Wachstum fördert. Darüber hinaus können diese Paneele je nach den Erfordernissen des Projekts angehoben oder abgesenkt werden, so dass Erntemaschinen, Menschen und andere Gegenstände hindurchpassen können.
3.Solar-Gewächshäuser
4. integrierte Systeme
Saudi-arabische Forscher haben ein solarbetriebenes Gerät entwickelt, das ein neuartiges Hydrogel verwendet, um Spinat mit aus der Luft gesammeltem Wasser zu züchten. Die Forscher nutzten die Abwärme aus der Energieerzeugung mit Sonnenkollektoren, um Wasser aus dem Hydrogel zu drücken. Der Wasserdampf kondensiert in dem darunter liegenden Metallbehälter. Indem es die Wärme absorbiert und die Temperatur der Paneele senkt, kann das Hydrogel die Effizienz von Photovoltaikanlagen um bis zu 9 % steigern.
Dieses innovative Konzept bietet eine langfristige und kostengünstige Möglichkeit, die Sicherheit der Lebensmittel- und Wasserversorgung in trockenen Regionen zu verbessern.
5.dynamische agrivoltaik
Die Position der Paneele kann bei einigen neueren Typen von landwirtschaftlichen Photovoltaiksystemen, die ein Nachführsystem verwenden, automatisch optimiert werden. Das Schweizer Unternehmen Insolight arbeitet beispielsweise an statischen, lichtdurchlässigen Solarzellen mit einem integrierten Nachführsystem. Das Modul fokussiert das Sonnenlicht auf die Solarzellen und verfügt über einen dynamischen Lichttransmissionsmechanismus, der an die spezifischen Anforderungen der Landwirtschaft angepasst werden kann.
Was sind die Vorteile der Agro-Photovoltaik?
1. Maximierung des Solarpotenzials und Steigerung der Produktivität der Solarenergie
2. Steigerung der Bodenproduktivität
Mit dem weltweiten Aufschwung der photovoltaischen Solarenergie wird die Möglichkeit für Landwirte, ihr Einkommen durch den Anbau von Pflanzen und die Erzeugung nachhaltiger Energie zu steigern, immer wichtiger. Nach Angaben der Internationalen Agentur für erneuerbare Energien (IRENA) wird die weltweite Photovoltaik-Kapazität (PV) bis 2021 im Vergleich zum Vorjahr um 19 % auf insgesamt 843.086 MW ansteigen.
3. Verringerung der Verdunstung und Erhöhung der Bodenfeuchtigkeit für besseres Pflanzenwachstum
4. Verringerung der negativen Auswirkungen von Hitze und extremen Wetterbedingungen auf die Pflanzen
Wenn die Lichtmenge, die auf eine Pflanze fällt, den Punkt der Lichtsättigung erreicht, ist sie nicht mehr optimal. Extreme Hitze und Kälte erfordern mehr Wasser von den Pflanzen, was sie schädigen oder ihr Wachstum verlangsamen kann. Durch die Neigung der Solarmodule, um so viel Licht wie möglich auf die Pflanzen zu lenken, können landwirtschaftliche Photovoltaiksysteme (Agrivoltaik) Hitzestress und andere nachteilige Auswirkungen abschwächen.
Durch das Verbot des Einsatzes von Herbiziden, der Verwendung von Bienenstöcken und der Viehzucht am Rande des Geländes sowie durch die Installation von Vegetationsschutzzäunen trägt die Agro-Photovoltaik zur nachhaltigen Entwicklung sowie zum Schutz und zur Verbesserung der biologischen Vielfalt und der Ökosysteme bei.
Die erfolgreichen Implementierungen von Agrivoltaik
1. das Agri-PV-Projekt der BayWa in den Niederlanden
Die Daten zeigten, dass die Temperatur unter den Platten an heißen Tagen um zwei bis fünf Grad kühler war als bei konventionellen Gartentechniken. Es gibt weniger Hitzestress und es geht weniger Wasser durch Verdunstung aus dem Boden verloren. Als zusätzlicher Bonus wurde die Wärme in der Nacht sogar besser gehalten als unter den Plastikabdeckungen, die die Landwirte jetzt verwenden, um die Beeren warm zu halten (dies könnte dazu führen, dass in den Betrieben weniger Plastik verwendet wird).
2. weinbauliche Agrivoltaik in Frankreich von Sun'Agri
Aufgrund der geringeren Evapotranspiration benötigten die mit PV beschatteten Weinstöcke 12-34% weniger Wasser. Die Photovoltaikanlage verbesserte auch das Aromaprofil der Trauben, indem sie den Gehalt an Anthocyanen (roten Pigmenten) um 13 % und den Säuregehalt um 9-14 % steigerte.
Sie sollten jedoch auch die Nachteile der Agro-Photovoltaik berücksichtigen.
1. agrivoltaische Systeme sind kompliziert und erfordern viel Zeit und Geld, um sie einzurichten und zu warten.
Die meisten Landwirte verfügen nicht über das technische Wissen, um eine Photovoltaikanlage zu installieren. Sie müssen möglicherweise Experten hinzuziehen, wenn etwas kaputt geht, das sie nicht selbst reparieren können. Daher können die Kosten für die Beauftragung eines Fachmanns für viele unerschwinglich sein. Die Instandhaltung der Solaranlage ist ein zusätzlicher Kostenfaktor, den die Landwirte einkalkulieren müssen.
2. Einige landwirtschaftliche Flächen müssen geopfert werden, um Platz für landwirtschaftliche Photovoltaikanlagen zu schaffen.
3. Der Schatten von Photovoltaikanlagen kann das Wachstum einiger Pflanzen beeinträchtigen.
Das Zusammenwirken von Technologie und Natur in der Agrivoltaik verspricht eine nachhaltige Zukunft. Maysun Solar ist ein Pionier in der Solarenergiebranche. Die halbgeschnittenen, MBB-, IBC- und Schindelmodule von Maysun Solar sind seit 2008 führend in der Branche. Die ganz schwarzen, schwarzen Rahmen-, silbernen und Glas-auf-Glas-Solarmodule funktionieren gut und ergänzen die architektonische Ästhetik. Maysun Solars Lager, Büros und Partnerschaften mit Installateuren umspannen den ganzen Globus. Maysun Solar ist Ihre Photovoltaik-Ressource.
Quelle:
- Dinesh, H., & Pearce, J. M. (2016, February). The potential of agrivoltaic systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 299–308. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.024
- iseban. "Photovoltaic greenhouse and agricultural photovoltaic greenhouse". CVE. Retrieved 2023-02-26.
- "These solar panels pull in water vapor to grow crops in the desert". Cell Press. Retrieved 18 April 2022.
- Movellan, Junko (10 October 2013). "Japan Next-Generation Farmers Cultivate Crops and Solar Energy". renewableenergyworld.com. Retrieved 2017-09-11.
- Solar Power Europe Agrisolar Best Practices Guidelines Version 1.0, p.43 and p.46 Case study
- Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture
- 5 Major Agrivoltaics Disadvantages by Olivia Bolt，AGRICULTURE
- Benefits of Agrivoltaics and 5 real-life examples of successful implementations by Laura Rodríguez
- Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture by Vector Renewables
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