Agri-Photovoltaik: Wie Landwirtschaft und Solarenergie die Zukunft gestalten

Agri-Photovoltaik ist in aller Munde – und das aus gutem Grund. Diese innovative Technologie verbindet das Beste aus zwei Welten: Die Produktion von sauberer, erneuerbarer Energie und die Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Flächen. Doch was steckt eigentlich hinter dem Begriff agri-photovoltaik? Wie funktioniert das genau und welche Vorteile bringt diese Lösung mit sich? In diesem umfassenden Artikel erfährst du alles, was du über Agri-PV wissen musst – von den technischen Details bis hin zu den wirtschaftlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen.

Wenn du Landwirt bist, der seine Flächen effizienter nutzen möchte, oder einfach mehr über die Zukunft der nachhaltigen Energieerzeugung erfahren willst, bleib dran – du wirst überrascht sein, welche Möglichkeiten sich eröffnen!

Was ist Agri-Photovoltaik (Agri-PV)?

Agri-Photovoltaik, auch bekannt als Agri-PV oder Agri-Photovoltaic, beschreibt die gleichzeitige Nutzung von landwirtschaftlichen Flächen für die Produktion von Solarenergie und landwirtschaftlichen Erzeugnissen. Dies wird durch die Installation von Agri-Photovoltaik-Anlagen erreicht, die Solarzellen direkt über den landwirtschaftlichen Nutzflächen platzieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarparks, die oft große Flächen für die ausschließliche Nutzung als Energiequelle blockieren, bietet Agri-PV eine „duale Nutzung“ von Flächen. Das bedeutet, dass auf denselben Quadratmetern sowohl Pflanzen angebaut als auch Energie gewonnen werden kann.

Dieses Konzept klingt erst einmal nach Science-Fiction, ist jedoch heute bereits Realität. Zahlreiche Pilotprojekte auf der ganzen Welt zeigen, dass die Technologie funktioniert – und das mit beeindruckenden Ergebnissen.

Die Entstehung und Entwicklung der Agri-Photovoltaik

Die Grundidee der Agri-Photovoltaik ist nicht ganz neu. Bereits in den 1980er Jahren wurden erste Überlegungen angestellt, wie Solarmodule auf landwirtschaftlichen Flächen integriert werden könnten, um die Nutzung der Flächen zu maximieren. Doch damals war die Technologie noch nicht weit genug entwickelt, um praktikable Lösungen zu bieten. Es dauerte mehrere Jahrzehnte, bis der technologische Fortschritt die Vision einer dualen Flächennutzung Wirklichkeit werden ließ.

In den letzten zehn Jahren hat die Agri-PV-Technologie einen enormen Sprung gemacht. Vor allem in Ländern wie Deutschland, Frankreich, Japan und den USA wurden vielversprechende Pilotprojekte durchgeführt, die nicht nur die Machbarkeit, sondern auch die wirtschaftliche Rentabilität belegen. Mittlerweile gilt Agri-PV als eine der vielversprechendsten Technologien zur Bewältigung der weltweiten Energie- und Nahrungsmittelkrise.

Wie funktioniert Agri-Photovoltaik?

Die Funktionsweise von Agri-Photovoltaik-Anlagen ist eigentlich recht einfach zu verstehen. Grundsätzlich werden über den landwirtschaftlichen Nutzflächen Solarmodule installiert, die entweder fest montiert oder in ihrer Ausrichtung flexibel sind. Die Module sind so positioniert, dass sie genügend Licht auf die Pflanzen darunter durchlassen, gleichzeitig aber ausreichend Sonnenstrahlen einfangen, um Strom zu erzeugen.

Es gibt unterschiedliche Varianten der Agri-PV-Technologie:

1. Statische Module: Diese sind fest montiert und befinden sich in der Regel in einer Höhe von 2 bis 5 Metern über dem Boden. Die Höhe sorgt dafür, dass landwirtschaftliche Maschinen problemlos unter den Modulen arbeiten können.
2. Verstellbare Module: Diese Module können sich der Sonne und den landwirtschaftlichen Bedürfnissen anpassen. Sie lassen sich so steuern, dass sie entweder maximalen Strom erzeugen oder den Pflanzen optimalen Lichteinfall bieten.
3. Semi-transparente Module: Diese Module sind speziell dafür entwickelt, das Licht gleichmäßig durchzulassen. Sie sind besonders nützlich für Pflanzen, die Halbschatten bevorzugen, da sie nur einen Teil des Sonnenlichts blockieren.

Die Steuerung der Module kann durch verschiedene Technologien erfolgen, von einfachen manuellen Einstellungen bis hin zu hochmodernen, automatisierten Systemen, die auf Basis von Wettermustern und Erntezyklen arbeiten.

Wie wird Agri-Photovoltaik definiert?

Die Abgrenzung von Agri-Photovoltaikanlagen zu herkömmlichen Freiflächen-Solaranlagen ist nicht immer auf den ersten Blick ersichtlich, da beide Technologien Solarmodule auf offenen Flächen nutzen. Um Missbrauch und Verwechslungen zu vermeiden, wurden klare Richtlinien und Standards entwickelt, die definieren, was eine echte Agri-PV-Anlage ausmacht. Diese Definitionen sind in der DIN SPEC 91434 festgelegt, die von einem breiten Konsortium aus Unternehmen, Landwirten, Forschungseinrichtungen und Verbänden erarbeitet wurde.

Die DIN SPEC 91434 gibt genaue Vorgaben dafür, wie die landwirtschaftliche Hauptnutzung trotz der Installation von Solarmodulen aufrechterhalten werden muss. Das Hauptziel dieser Norm ist es, sicherzustellen, dass die landwirtschaftliche Produktion nicht nur eine Alibi-Funktion übernimmt, um Subventionen zu erhalten, sondern tatsächlich fortgeführt wird. Nur wenn die Agrarproduktion durchgängig gewährleistet ist, gilt eine Anlage als echte Agri-PV-Anlage.

Während die DIN SPEC 91434 sich primär auf den pflanzlichen Anbau konzentriert, wurde im Juni 2023 die ergänzende DIN SPEC 91492 veröffentlicht, die spezifischen Anforderungen für die Tierhaltung in Agri-PV-Anlagen definiert. Diese Erweiterung zeigt, dass Agri-Photovoltaik nicht nur für den Pflanzenanbau, sondern auch in der Nutztierhaltung eine zukunftsträchtige Lösung bietet. Die beiden Normen zusammen schaffen ein umfassendes Regelwerk, das sicherstellt, dass die landwirtschaftliche Nutzung und die Solarenergieerzeugung in Einklang stehen.

Zwei Kategorien von Agri-PV-Systemen

Die DIN SPEC 91434 unterscheidet zwei Haupttypen von Agri-PV-Systemen, die sich in der Art der Bewirtschaftung und im Flächenverbrauch unterscheiden:

Kategorie 1: Hoch aufgeständerte Anlagen

Diese Systeme zeichnen sich durch ihre erhöhte Bauweise aus, bei der die Solarmodule auf Gestellen montiert werden, die eine Bewirtschaftung direkt unter den Modulen ermöglichen. Das bedeutet, dass landwirtschaftliche Maschinen unter den Anlagen operieren können, ohne dabei behindert zu werden. Diese Art der Installation ist besonders effizient, da der Flächenverlust minimal ist – der Anteil der landwirtschaftlich nutzbaren Fläche, der durch die Aufbauten blockiert wird, darf höchstens 10 Prozent betragen.

Kategorie 2: Bewirtschaftung zwischen den Modulreihen

Hier werden die Solarmodule in Reihen aufgestellt, sodass nur zwischen den Modulreihen landwirtschaftlich gearbeitet werden kann. Diese Art der Anlage wird oft mit Modultischen oder senkrecht aufgeständerten Systemen realisiert. Die Flexibilität dieser Systeme ist ein Vorteil, allerdings beanspruchen sie mehr Fläche als die hoch aufgeständerten Systeme. Der Flächenverlust darf in dieser Kategorie bis zu 15 Prozent der Gesamtprojektfläche betragen.

Effizienz der Landnutzung

Eine weitere wichtige Vorgabe der DIN SPEC 91434 betrifft die Effizienz der landwirtschaftlichen Nutzung. Um sicherzustellen, dass die landwirtschaftliche Hauptnutzung nicht unter der Installation der Solaranlagen leidet, muss nach dem Bau einer Agri-PV-Anlage mindestens 66 Prozent des Referenzertrages auf der Gesamtprojektfläche erwirtschaftet werden. Dies bedeutet, dass die Produktivität der landwirtschaftlichen Fläche auch nach der Installation der Solarmodule weitgehend erhalten bleiben muss.

Diese Normen und Standards sorgen dafür, dass Agri-Photovoltaik nicht nur eine Technologie zur Stromerzeugung ist, sondern auch die landwirtschaftliche Nutzung nachhaltig unterstützt. Sie fördern eine ausgewogene Nutzung der Flächen, die sowohl der Energieproduktion als auch der Nahrungsmittelversorgung dient.

Schutz vor Missbrauch

Ein weiterer zentraler Aspekt der DIN SPEC 91434 ist der Schutz vor missbräuchlichen Systemen. Es soll verhindert werden, dass herkömmliche Freiflächen-Photovoltaikanlagen als Agri-PV-Anlagen deklariert werden, um Förderungen und Subventionen zu erhalten. Diese strikten Vorgaben garantieren, dass nur diejenigen Projekte als Agri-Photovoltaik gelten, die tatsächlich landwirtschaftlich genutzt werden und nicht nur als Vorwand dienen, um finanzielle Vorteile zu erlangen.

Durch diese klare Abgrenzung und die detaillierten Anforderungen der DIN SPEC 91434 und DIN SPEC 91492 wird sichergestellt, dass Agri-PV-Anlagen einen echten Beitrag zur Doppelnutzung von Flächen leisten und die Nachhaltigkeitsziele in der Landwirtschaft und Energieproduktion erfüllen.

Die Vorteile der Agri-Photovoltaik

Agri-Photovoltaik bietet eine Fülle von Vorteilen, die sowohl für Landwirte als auch für die Umwelt von Bedeutung sind. Schauen wir uns die wichtigsten Vorteile im Detail an:

Duale Nutzung von Landflächen

Einer der größten Pluspunkte der Agri-PV-Technologie ist die doppelte Nutzung der Flächen. In vielen Regionen der Welt sind landwirtschaftliche Flächen knapp und die Konkurrenz um Bodenressourcen steigt. Durch Agri-Photovoltaik können Landwirte sowohl Energie erzeugen als auch ihre traditionellen landwirtschaftlichen Aktivitäten fortsetzen. Besonders in dicht besiedelten Regionen, wo landwirtschaftliche Nutzflächen begrenzt sind, ist die duale Nutzung ein entscheidender Vorteil.

Steigerung der Erträge in der Landwirtschaft

Ein überraschender Vorteil der Agri-PV ist, dass sie tatsächlich zu höheren Erträgen in der Landwirtschaft führen kann. Durch die Installation der Solarmodule wird ein gewisses Maß an Schatten auf die Pflanzen darunter geworfen. Dies kann besonders in heißen und sonnigen Klimazonen von Vorteil sein, wo Pflanzen oft unter der intensiven Sonneneinstrahlung leiden. Die Solarmodule schützen die Pflanzen vor extremer Hitze, während sie gleichzeitig Energie produzieren. Studien haben gezeigt, dass Pflanzen wie Tomaten, Beeren und Salat unter den Modulen sogar besser gedeihen als ohne. Auch Schutz vor Wetterextremen wie Hagel oder Starkregen kann durch die Module geboten werden.

Beitrag zum Klimaschutz

Die Kombination aus Landwirtschaft und erneuerbarer Energie trägt erheblich zum Klimaschutz bei. Auf der einen Seite wird saubere, erneuerbare Energie durch die Solarmodule erzeugt, was den Ausstoß von Treibhausgasen reduziert. Auf der anderen Seite bleibt die landwirtschaftliche Fläche produktiv, was bedeutet, dass keine zusätzlichen Flächen für die Energieproduktion beansprucht werden müssen. Die Reduzierung der Flächenversiegelung ist ein großer Pluspunkt für den Umweltschutz, da sie die Biodiversität fördert und den Verlust von natürlichen Lebensräumen verhindert.

Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen der Agri-Photovoltaik

Die Einsatzmöglichkeiten der Agri-Photovoltaik sind vielfältig und reichen von kleineren Betrieben bis hin zu groß angelegten Landwirtschaftsbetrieben. Die Technologie kann in nahezu jeder landwirtschaftlichen Umgebung genutzt werden, von Weinbergen bis hin zu Weideflächen und Getreidefeldern.

Einsatz in verschiedenen Kulturen

Eine der größten Stärken von Agri-Photovoltaik-Anlagen ist ihre Vielseitigkeit. Die Solarmodule können über eine Vielzahl von Kulturen installiert werden. Einige Pflanzenarten, wie z.B. Salat, Spinat und Beeren, profitieren besonders von den teilweise schattigen Bedingungen, die durch die Module geschaffen werden. In wärmeren Klimazonen bieten die Module einen willkommenen Schutz vor zu intensiver Sonneneinstrahlung und helfen dabei, den Wasserbedarf der Pflanzen zu reduzieren, da die Verdunstung durch den Schatten verringert wird.

Aber auch bei robusteren Kulturen wie Weizen, Mais und Soja können die Anlagen zum Einsatz kommen. Hier liegt der Fokus zwar weniger auf dem Schutz vor der Sonne, aber der Vorteil der dualen Nutzung bleibt bestehen. In manchen Fällen lassen sich sogar Viehweiden mit Solarmodulen kombinieren.

Anwendungsbeispiele weltweit

Weltweit gibt es bereits erfolgreiche Pilotprojekte, die die Vorteile der Agri-Photovoltaik demonstrieren. Besonders in Ländern wie Japan, Frankreich und Deutschland gibt es zahlreiche Beispiele. In Japan werden Reisfelder durch Solarmodule ergänzt, während in Frankreich Weingüter die Technologie nutzen, um die Qualität der Trauben zu verbessern. Auch in Deutschland gibt es viele vielversprechende Ansätze, wie etwa das „AgroPV“-Projekt, bei dem Beeren unter Solarmodulen angebaut werden. Diese Projekte zeigen nicht nur, dass Agri-PV funktioniert, sondern auch, dass sie wirtschaftlich rentabel ist.

Wirtschaftliche und rechtliche Rahmenbedingungen

Förderung und Finanzierungsmöglichkeiten

Die Finanzierung einer Agri-Photovoltaik-Anlage kann eine Herausforderung sein, da die Anfangsinvestitionen hoch sind. Dennoch gibt es zahlreiche Fördermöglichkeiten auf staatlicher Ebene. Viele Regierungen, vor allem in der EU, bieten spezielle Subventionen und Zuschüsse für den Bau von Agri-PV-Anlagen an. Auch die Einspeisevergütung, also die Vergütung für den in das öffentliche Netz eingespeisten Solarstrom, ist ein Anreiz, in diese Technologie zu investieren.

Darüber hinaus gibt es private Finanzierungsmodelle und Kooperationen mit Energieunternehmen, die bereit sind, in solche Anlagen zu investieren. Für Landwirte kann dies eine zusätzliche Einnahmequelle darstellen, da sie nicht nur ihre landwirtschaftlichen Erzeugnisse verkaufen, sondern auch von der Energieerzeugung profitieren können.

Seit Oktober 2021 gibt es zusätzliche Anforderungen der Bundesnetzagentur an Flächen für besondere Solaranlagen, zu denen auch die Agri-Photovoltaik zählt. Diese Anforderungen regeln, welche Flächen für EEG-geförderte Anlagen infrage kommen. Besondere Solaranlagen sind dabei solche, die auf Ackerflächen errichtet werden, welche kein Moorboden sind, und bei denen gleichzeitig Nutzpflanzen auf derselben Fläche angebaut werden.

Das sogenannte Solarpaket 1, das im Mai 2024 in Kraft trat, brachte weitere Anpassungen für die EEG-Förderung. Diese neuen Regelungen sehen vor, dass Agri-PV-Systeme, die unter die DIN SPEC 91434 fallen, gefördert werden, sofern sie die spezifischen Anforderungen erfüllen. Für hoch aufgeständerte Anlagen, bei denen eine Bewirtschaftung unter den Modulen möglich ist, gilt eine Mindesthöhe von 2,10 Metern. Senkrecht aufgeständerte Solaranlagen, die in Kategorie 2 fallen, müssen mindestens 0,80 Meter hoch sein.

Eine finale Klärung steht noch aus, ob verstellbare Agri-PV-Anlagen mit Nachführung (Tracking), die auf einem oder zwei Pfosten aufgeständert sind, ebenfalls in den Genuss der EEG-Förderung kommen. Das Bundeswirtschaftsministerium arbeitet derzeit an einer entsprechenden Novelle des Energiewirtschaftsrechts, um auch diese Anlagen zu berücksichtigen.

Genehmigungsverfahren und rechtliche Aspekte

Die rechtlichen Anforderungen für den Bau von Agri-PV-Anlagen variieren von Land zu Land. In vielen Ländern gibt es spezielle Regelungen für Solaranlagen auf landwirtschaftlichen Flächen. Es ist wichtig, sich vor dem Bau einer Anlage über die örtlichen Gesetze und Genehmigungsverfahren zu informieren. Oft müssen Umweltgutachten erstellt und bestimmte Naturschutzauflagen erfüllt werden. Dennoch versuchen viele Regierungen, den Prozess zu vereinfachen, um die Technologie zu fördern.

Herausforderungen und Risiken der Agri-Photovoltaik

Technische Herausforderungen

Obwohl Agri-Photovoltaik viele Vorteile bietet, gibt es auch technische Herausforderungen, die überwunden werden müssen. Eine der größten Herausforderungen ist die Integration der Solarmodule in den landwirtschaftlichen Betrieb. Die Module müssen so positioniert werden, dass sie die Arbeit auf den Feldern nicht behindern. Auch die Wartung der Anlagen erfordert spezielles Know-how, um sicherzustellen, dass sowohl die landwirtschaftlichen Maschinen als auch die Photovoltaikanlagen optimal arbeiten.

Akzeptanz bei Landwirten und Bevölkerung

Ein weiteres Risiko ist die Akzeptanz der Technologie bei Landwirten und der Bevölkerung. Nicht jeder ist sofort begeistert von der Idee, dass Solarmodule über Feldern installiert werden. Einige Landwirte befürchten, dass die Module das Wachstum ihrer Pflanzen beeinträchtigen oder dass sie die ästhetische Qualität ihrer Felder mindern. Auch in der Bevölkerung gibt es mitunter Vorbehalte gegen die Veränderung des Landschaftsbildes. Hier sind Aufklärung und der Nachweis erfolgreicher Pilotprojekte von entscheidender Bedeutung.

Zukunftsperspektiven und Potenzial von Agri-PV

Die Zukunft der Agri-Photovoltaik sieht vielversprechend aus. Mit steigenden Energiepreisen, der wachsenden Nachfrage nach erneuerbaren Energien und der Notwendigkeit, landwirtschaftliche Flächen effizienter zu nutzen, wird die Technologie in den kommenden Jahren eine immer größere Rolle spielen. Es ist zu erwarten, dass sich die Technologie weiterentwickelt und in immer mehr Ländern und Regionen eingesetzt wird.

Besonders in Ländern mit heißem Klima, wo die Landwirtschaft stark unter der Sonne leidet, bietet Agri-PV enormes Potenzial. Aber auch in kälteren Regionen kann die Technologie eine wichtige Rolle spielen, um die Landwirtschaft nachhaltiger und effizienter zu gestalten.

Fazit: Agri-Photovoltaik – Eine Technologie mit Zukunft

Agri-Photovoltaik ist mehr als nur ein technischer Trend. Sie bietet eine echte Lösung für zwei der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit: die Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung und die Produktion sauberer Energie. Durch die duale Nutzung von Flächen, die Verbesserung der landwirtschaftlichen Erträge und den Beitrag zum Klimaschutz könnte Agri-PV eine Schlüsseltechnologie für die nachhaltige Entwicklung werden. Wenn du Landwirt bist oder einfach Interesse an erneuerbaren Energien hast, ist jetzt der richtige Zeitpunkt, dich näher mit Agri-Photovoltaik zu beschäftigen. Die Zukunft beginnt heute!