Landwirtschaft Energiewende: Dresdner Forscher stellt Solarmodule senkrecht auf das Feld

Während wegen des Kreiges in der Ukraine Getreideexporte blockiert sind, muss Deutschland seine Energiewende managen. Doch wie können Solarkraftwerke installiert werden, ohne dass dabei wertvolle landwirtschaftliche Fläche verloren geht? Der Ansatz eines Dresdner Forschers: Einfach die Solarmodule senkrecht stellen und weiterhin Landwirtschaft betreiben.

Senkrechte Solarmodule
Landwirtschaft trotz installierter Solarmodule? Das geht: Einfach die Solarmodule senkrecht stellen und die Felder können trotzdem genutzt werden. Aktuell läuft ein Test zu diesem Verfahren in Dresden-Pillnitz. Bildrechte: Next2Sun

Landwirtschaft soll künftig auch Sonnenenergie liefern. Wie das funktionieren kann, testet der Dresdner Forscher Karl Wild von der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) künftig mit Kollegen und Bauern im Dresdner Stadtteil Pillnitz in einer Agrar-Photovoltaik-Anlage. An dem Projekt sind mehrere Professuren der HTW beteiligt sowie die Gutverwaltung Schönfelder Hochland und das Unternehmen "Next2Sun" aus Dillingen an der Saar. Die Anlage wird vom Freistaat gefördert und soll im August stehen. Sie ist auf eine elektrische Leistung von 200 Kilowatt ausgelegt. Damit könnte der Strombedarf von etwa 40 Haushalten abgedeckt werden.

"Die Flächenkonkurrenz ist da. Die Ackerfläche wird immer weniger“, erklärt Professor Karl Wild MDR SACHSEN. "Deshalb wird es immer wichtiger, dieses wertvolle und knappe Gut intelligent zu verwenden, zum Beispiel durch Doppelnutzung, wie etwa durch die Agri-Photovoltaik."

Professor Karl Wild, HTW Dresden, Leiter eines Projektes mit vertikalen Solarmodulen auf Feldern
Professor Karl Wild von der HTW Dresden will Solarmodule senkrecht aufstellen und gleichzeitig Landwirtschaft betreiben. Bildrechte: Professor Karl Wild

Was ist Agri-Photovoltaik?

Agri-Photovoltaik (Agri-PV) bezeichnet laut dem Fraunhofer ISE ein Verfahren zur gleichzeitigen Nutzung von Flächen für die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion (Photosynthese) und die PV-Stromproduktion (Photovoltaik). (Agri kommt von Agrar, PV=Photovoltaik). Agri-PV deckt ein breites Spektrum in der Intensität und Art landwirtschaftlicher Nutzung und im Mehraufwand für den PV-Anlagenbau ab.

Nur zehn Prozent der Fläche vonnöten

Für das Projekt "Agri-PV" stellen Wild und Kollegen die Solarmodule nicht wie gewohnt waagerecht mit leichtem Südwinkel, sondern senkrecht wie Gartenzäune mitten auf ihr Versuchsfeld. "Das hat enorme Vorteile", sagt Wild. Erstens: "Mit den senkrechten Modulen werden nur etwa zehn Prozent der Fläche benötigt“, erklärt Wild. Zudem sei der bauliche Aufwand relativ gering. Die Zukunft liege in der Mehrfachnutzung der Felder. Im Gegenzug zu herkömmlichen Anlagen ermöglichten die Anlagen mit vertikalen Modulen, nach wie vor Landwirtschaft zu betreiben. Sie verbesserten sogar die Bedingungen für Feldfrüchte und deren Erträge.

Sonne morgens und abends

Laut Wild weisen Anlagen mit vertikalen Modulen weitere Vorteile auf: Die zweiseitigen Solarmodule fangen zweitens die Sonne aus dem Osten und dem Westen sowohl über die Vorder- als auch über die Rückseite ein. Damit liefern sie morgens und abends Strom, erklärt der Wissenschaftler. Das wiederum habe den Vorteil, dass die Landwirte den Strom zu diesen Stoßzeiten teurer verkaufen und somit die etwas höheren Kosten in der Anschaffung kompensieren könnten. Zudem: Ab dem 1. Januar 2023 gilt die neue EU-Gap-Novelle für Agrarsubventionen. Demnach erhalten Landwirte auch eine Förderung, wenn 15 Prozent ihrer Fläche für Solarmodule genutzt wird. Bislang gelten Solarmodule als Gewerbe, die Landwirte verlieren bei Installation Subventionen für ihre Äcker.

Zehn bis 15 Meter Abstand

Die Solarmodule werden je nach Bedarf und Beschaffenheit der Landmaschinen in einem Abstand von etwa zehn bis 15 Meter in Ost-West-Ausrichtung auf die Felder gestellt. "Wir haben noch viele Fragen, zum Beispiel nach dem optimalen Abstand der Module", erklärt Wild. Um diese zu beantworten und Leistung sowie Auswirkungen der Module auf Natur und Ertrag zu erforschen, messen die Wissenschaftler und die Bauern auf dem Versuchsfeld Bodenbeschaffenheit, Umwelteinflüsse, meteorologische Größen und landwirtschaftliche Produktionsdaten. "Schon jetzt wissen wir, dass durch die leichte Beschattung Kartoffeln besser wachsen“, sagt der Agrarwissenschaftler. Zudem würde durch die Solarpanels als Windschutz weniger wertvoller Boden abgetragen.

Smart-Farming soll zum Einsatz kommen

Wichtig ist dem Wissenschaftler zufolge, dass die Module trotz Einsatz schwerer Landmaschinen nicht beschädigt würden. Mit GPS-Funktionen in den Fahrzeugen sei es jedoch schon jetzt möglich, dass Mähdrescher die Fläche mit nur einem halben Meter Abstand bewirtschaften. Digitale Smart-Farming-Technologien sollen Wild zufolge helfen, Pflege, Dünge und nötige Bearbeitung die Pflanzen auf kleinen Teilstücken genau zu berechnen. Mit einem sogenannten Controlled-Traffic-Farming System wollen die Wissenschaftler die Fahrspuren für Pflanz-, Dünge- und Erntemaschinen genau vorgeben. "Auf diese Weise wird der Anteil überfahrener Fläche bei der Bewirtschaftung möglichst gering gehalten", sagt Wild.

Blühstreifen mit Biotopverbundsystem

Einen weiteren großen Vorteil sieht Forscher Wild in den unbewirtschafteten Flächen unter den Modulen. "Hier können Kleinbiotope und Rückzugshabitate für Vögel und Insekten entstehen", erläutert Wild. Zusammen mit angelegten Blühstreifen zwischen den Modulreihen und hin zu den Feldrändern könnten diese untereinander verbunden, in die Umgebung eingebettet und somit ein Biotopverbundsystem geschaffen werden.

Hier können Kleinbiotope und Rückzugshabitate für Vögel und Insekten entstehen.

Professor Karl Wild Agrarwissenschaftler HTW Dresden

Konkurrenz auf den Feldern ist groß

Die Konkurrenz auf den Feldern ist groß: Neben Getreide und Feldfrüchten für Lebensmittel wächst dort auch Futter und Raps für Ökobenzin. Die Energiewende braucht Platz für Sonne und Windenergie. Zudem werden täglich große Flächen umgewidmet und versiegelt.

"Der Flächenverlust ist gewaltig", erklärt Wild. "Wir verlieren täglich für Siedlungen, Gewerbegebiete und Straßenbau eine Fläche, die der Größe von 75 Fußballfeldern entspricht. Auf das Jahr hochgerechnet sind das etwa 200 Quadratkilometer." Global gesehen habe sich die Agrarfläche, die pro Kopf zur Verfügung steht, in den vergangenen 50 Jahren halbiert. Hinzu komme in vielen Teilen der Welt die zunehmende Verwüstung. "Der Verlust an Agrarfläche wird uns noch erhebliche Probleme bereiten. Wir müssen unsere Agrarfläche nicht nur in Deutschland sondern weltweit erhalten", erklärt Wild.

Der Verlust an Agrarfläche wird uns noch erhebliche Probleme bereiten. Wir müssen Agrarfläche weltweit erhalten.

Professor Karl Wild Agrarwissenschaftler HTW Dresden

Wertvolles Ackerland wird versiegelt

"Unsere Städte wachsen immer weiter, wertvolles Ackerland wird in Gewerbegebiete verwandelt und versiegelt", erklärt Wolfgang Vogel, Geschäftsführer der Bauernland GmbH Beiersdorf sowie Ehrenpräsident im Sächsischen Bauernverband. Über dieses Phänomen werde viel zu wenig geredet.

Unsere Städte wachsen immer weiter, wertvolles Ackerland wird in Gewerbegebiete verwandelt und versiegelt. Darüber spricht niemand.

Wolfgang Vogel Geschäftsführer der Bauernland GmbH Beiersdorf sowie Ehrenpräsident im Sächsischen Bauernverband.

Solarmodule über Straßen

In vielen Ländern Europas wird gerade intensiv an Möglichkeiten zur Energiewende und die Nutzung von Solarenergie geforscht. Neben Feldern gibt es auch viele Ideen, Solarpanels auf Parkhäusern, an Lärmschutzwänden, Fassaden und vielen anderen Orten zu installieren. Spanien hat erst kürzlich ein Modellprojekt auf Mallorca vorgestellt. Hier werden die Module einfach über Straßen gebaut. "Das hat den Vorteil, dass die Energie gleich dort ist, wo sie gebraucht wird", erklärt Wild.

MDR (kt)

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Dieses Thema im Programm: MDR SACHSEN | Dienstags direkt | 14. Juni 2022 | 20:00 Uhr

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