PV in der Landwirtschaft: Vor- und Nachteile
Agri-Photovoltaik verspricht die Antwort auf steigende Energiepreise, extreme Wetterbedingungen und den Mangel an verfügbaren Flächen. Was ist der Stand, was sind Vorteile und Nachteile, gibt es Förderung? Hier erfahren Sie alles, was Sie wissen müssen.
Agri-PV bedeutet, landwirtschaftliche Flächen gleichzeitig für den Anbau und für die Erzeugung von Solarstrom zu nutzen. Es gibt zwei Möglichkeiten: Die Photovoltaikmodule werden entweder horizontal einige Meter über dem Feld oder bodennah in breiten Reihen mit senkrechten Modulen montiert. Häufig kommen bifaziale Module zum Einsatz, die zugleich auf Vorder- und Rückseite Strom produzieren.
So können Landwirte auf dem Boden Landwirtschaft betreiben und darüber oder daneben Solarstrom produzieren. Die Produktivität der Fläche steigt durch diese Doppelnutzung auf über 160 Prozent. Denn sowohl Anbau als auch PV-Anlage bringen rund 80 Prozent des Ertrags, den sie bei alleiniger Nutzung der Fläche erwirtschaften würden. Dieses „Dual-Use-Farming“ gilt deshalb als besonders flächeneffizient. Ein weiterer Vorteil ist, dass die unter den PV-Modulen angebauten Feldfrüchte weniger Schäden durch Sommerstürme oder Hagel erleiden und der Wasserbedarf sinkt.
Doppelte Ernte, doppelt nachhaltig
Eine Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme untersuchte den Anbau von Weizen und Kartoffeln in der Demeter-Hofgemeinschaft Heggelbach in Baden-Württemberg. Dort wurden 720 bifaziale Solarmodule mit insgesamt 194 Kilowattpeak auf Feldern installiert, die parallel bepflanzt wurden.
Das Ergebnis: Die Ernte fiel rund 20 Prozent geringer aus, doch parallel brachte die solare Ernte rund 237 Megawattstunden Strom ein – womit sich rechnerisch 62 Haushalte versorgen ließen. Ein Teil wurde eingespeist, doch rund 40 Prozent des Stroms nutzten die Betreiber im Eigenverbrauch vor Ort, um Elektrofahrzeuge zu laden und die Produkte zu verarbeiten. Denn das Erneuerbare-Energie-Gesetz (EEG) fördert zwar die Einspeisung von Strom auch aus Agri-PV, doch der Eigenverbrauch ist deutlich attraktiver – da die Landwirte damit ihre Nutzung von teurem Netzstrom verringern.
Förderung von Agri-PV durch das EEG 2023
Die Förderung von Photovoltaik auf Freiflächen ist in Deutschland streng reguliert. Die Einspeisevergütung bei Anlagen mit einer Leistung bis 100 Kilowatt beträgt 2023 ca. acht Cent pro Kilowattstunde (kWh). Für größere Anlagen muss der Betreiber den Strom direkt vermarkten – hierfür gibt es Zwischenhändler –, ab 750 Kilowatt Leistung legt eine Ausschreibung die genaue Höhe der Förderung fest. Diese Sätze gelten auch für Agri-PV.
Die Wahl des Standortes für Freiflächen-PV ist eingeschränkt, etwa auf sogenannte Konversionsflächen: belastete Böden, ehemalige Deponien, entlang von Autobahnen etc. Gerade bei der Wahl des Standortes war Agri-PV bisher zusätzlich limitiert. Das ändert sich: In der Novelle des EEG, die zum ersten Januar 2023 in Kraft trat, hat der Gesetzgeber die Förderung von Photovoltaik auf landwirtschaftlichen Flächen deutlich erweitert. Folgende Anlagen werden nun gemäß EEG gefördert:
- auf Ackerflächen mit Nutzpflanzen (Acker-Agri-PV)
- auf landwirtschaftlichen Flächen mit mehrjährigen oder Dauerkulturen (Kulturen-Agri-PV)
- und auf Grünland, wenn diese Fläche als Dauergrünland landwirtschaftlich genutzt wird (Wiesen und Weiden).
Vorteile und Nachteile von Agri-PV
Die Vorteile für Landwirt und Gesellschaft liegen auf der Hand: nachhaltige Produktion von Strom und Nahrung zugleich, bei eine Flächeneffizienz von 160 Prozent. Auch die angebauten Pflanzen profitieren vom zusätzlichen Schutz vor Wetter und Klimaereignissen. Für den Landwirt lohnt sich Agri-PV finanziell: Neben den landwirtschaftlichen Produkten verdient er an der Einspeisevergütung oder an eingespartem Netzstrom in seinem Betrieb.
Nachteile: Die Investitionskosten für eine Agri-PV-Anlage sind höher als bei klassischen Freiflächen. Insbesondere die Aufständerung bei horizontalen Anlagen ist teuer. Das EEG 2023 berücksichtigt das und gibt auf die Förderung noch einen Zuschlag von 1,2 Cent pro kWh. Kritiker wie der Deutsche Bauernverband bemängeln, dass dies nicht reiche. Auch die bürokratischen Hürden zur Genehmigung sind hoch, etwa durch nötige Änderungen im kommunalen Bebauungsplan.
Technische Herausforderungen von Agri-PV
Eine der größten Herausforderungen für eine erfolgreiche Agri-PV liegt in der Planung. Damit PV-Anlage und Anbau Hand in Hand arbeiten, müssen intelligente, reaktionsschnelle PV-Technologien eingesetzt werden, um die Erträge zu maximieren. Landwirtschaftliche PV-Anlagen müssen so geplant sein, dass das Wachstum der Nutzpflanzen optimal unterstützt werden. Eine Verteilung und Ausrichtung von Solarmodulen, die sich am optimalen Anbau orientiert, kann jedoch die Erzeugung von Solarstrom beeinträchtigen.
Die besten Ergebnisse für landwirtschaftliche und solare Ernte erzielen PV-Systeme, die sich auf Modulebene regulieren und optimieren lassen – etwa durch Leistungsoptimierer. Der Grund: Jedes Modul erreicht, unabhängig von Modulausrichtung, Schatten oder Schmutz, sein maximales Energieniveau. Modernste Solartracker maximieren den Ertrag weiter, indem sie saisonale Sonnen- und Landwirtschaftsmuster verstehen und die Module in verschiedene Richtungen neigen, um die Stromproduktion zu steigern.
Zusammen ermöglichen diese Schlüsseltechnologien die Optimierung sowohl der Solarenergie als auch des Pflanzenwachstums, wodurch sie die Stromgestehungskosten (LCOE) senken und die Kapitalrendite (ROI) für den Eigentümer der PV-Anlage maximieren, während sie gleichzeitig optimale Bedingungen für den landwirtschaftlichen Anbau schaffen.
Komplettlösung für landwirtschaftliche Solaranlagen
Mit mehr als 15 Jahren Erfahrung in der Entwicklung intelligenter Energiemanagement- und Energieoptimierungssysteme bietet SolarEdge sichere, rentable und umweltfreundliche Lösungen für die Landwirtschaft, die speziell für deren Energiebedarf entwickelt wurden.
Die SolarEdge-Lösung für Agri-PV besteht aus einem intelligenten Wechselrichter, Leistungsoptimierern, die an jedem Solarmodul angebracht sind, und modularen, von künstlicher Intelligenz gesteuerten PV-Trackern. Sie maximiert die von den einzelnen Modulen erzeugte Energiemenge und verringert Leistungsverluste der Module durch Schatten und Schmutz. Hier lesen Sie mehr dazu, wie SolarEdge Technologie die Leistung von PV-Anlagen optimiert.
Die KI-gesteuerten Tracker werden je nach Art des Anbaus, spezifischen Umwelteinflüssen und Standort so eingestellt, dass sie sowohl die landwirtschaftlichen als auch die Energieerträge maximieren. Die SolarEdge Monitoring Plattform ermöglicht die Fernüberwachung der PV-Leistung auf Modulebene und die Erstellung von Berichten über Smartphone oder PC.
Wenn Agri-PV-Projekte in Zusammenarbeit mit den Landwirten vor Ort geplant werden, können die Solar- und die Landwirtschaftsbranche zusammenarbeiten, um sowohl bei der Umstellung der Lebensmittelversorgung als auch bei der Beschleunigung des Übergangs zu sauberer Energie erhebliche Fortschritte zu erzielen. Auf den ersten Blick mag die Zusammenarbeit zwischen den beiden Branchen komplex erscheinen, aber Innovationen in der PV-Technologie können die heutigen Herausforderungen bewältigen und eine bessere Zukunft für unseren Planeten erschaffen.
