Agri-Photovoltaik - Landwirtschaft Agrarforstwirtschaft

Was ist Agri-Photovoltaik?

Agri-Photovoltaik ist ein Verfahren, wobei landwirtschaftliche Flächen gleichzeitig für die Nahrungsmittelproduktion sowie zur Solarstromerzeugung genutzt werden. Dabei werden Solaranlagen auf den Ackerflächen angebracht und somit eine doppelte Landnutzung ermöglicht. Diese Kombination aus nachhaltiger Energiegewinnung und Landwirtschaft bietet enorme Vorteile. Landwirte profitieren von Ackerflächen, die gleichzeitig für die Stromerzeugung genutzt werden können und das Problem der Nutzflächenverknappung scheint gelöst.    
Die ersten Agri-Photovoltaik-Anlagen wurden Anfang 2000 aufgestellt und werden seitdem erforscht.    
 

Wie funktioniert Agri-Photovoltaik?

Die Agri-Photovoltaik-Anlagen funktionieren im Prinzip genauso wie normale Photovoltaik-Anlagen. Sie erzeugen auf die gleiche Weise Solarstrom, werden aber anders aufgestellt als die Anlagen auf den Dächern. Die Unterkonstruktion der Module wird an die landwirtschaftliche Nutzung angepasst, um zu gewährleisten, dass die Pflanzen eine ausreichende Lichtversorgung bekommen. Dabei kommen unterschiedliche Modelle zum Einsatz, die sich an die jeweiligen Bedürfnisse des Standortes und der Pflanzen anpassen.   

 
 In Gewächshäusern und Folientunnel werden dabei überwiegend geschlossene Systeme eingesetzt. Offene Systeme werden einmal als hoch aufgeständert installiert, um eine Bewirtschaftung unter den Solarmodulen zu ermöglichen. Das zweite offene System wird in Bodennähe installiert für eine Bewirtschaftung zwischen den Modulen. Dabei werden die PV-Anlagen senkrecht nach Ost und West aufgestellt und produzieren auf beiden Seiten Solarstrom. Das hat den Vorteil, dass die Module auch morgens und abends Strom erzeugen können, im Gegensatz zu herkömmlichen PV-Anlagen, die den Strom überwiegend nur in der Mittagszeit erzeugen.

Einsatzgebiete von Agri-Photovoltaik-Anlagen

Diese speziellen PV-Anlagen können beim Ackerbau, Weinanbau sowie Obst- und Gemüseanbau eingesetzt werden. Das bietet den Vorteil, dass herkömmliche Hagelschutznetze und Witterungsschutzfolien durch die Module ersetzt werden können und die Pflanzen dennoch optimal vor Witterungseinflüssen geschützt bleiben.  
Aber auch im Grünland bei der Wiesen- und Weidennutzung sowie in Gewächshäusern können die Module eingesetzt werden.  


 

Vorteile von Agri-Photovoltaik-Anlagen

Die Landwirtschaft steht vor der großen Herausforderung, dass immer weniger Nutzungsflächen zur Verfügung stehen. Zum einen durch den zunehmenden Siedlungs- und Straßenbau, zum anderen benötigt die Energiewende ebenso mehr Nutzungsflächen. Mit dieser Nutzungsflächenknappheit steigen auch die Pachtpreise für Ackerland. Mit Agri-Photovoltaik-Anlagen kann wertvoller Ackerboden für die Nahrungsmittelproduktion genutzt und gleichzeitig erneuerbarer Strom erzeugt werden. 
Zusätzlich bieten die Solarmodule einen Schutz vor zu hoher Sonneneinstrahlung, Trockenheit und Hitze. Durch diesen Schutz werden in trockenen und heißen Jahren trotzdem überdurchschnittliche Erträge erbracht und der Nahrungsmittelknappheit kann entgegengewirkt werden. Des Weiteren sind die Pflanzen vor extremen Witterungseinflüssen wie Hagel und Wind besser geschützt und auch die Böden profitieren von den Anlagen.

Herausforderung der Agri-Photovoltaik

Durch die doppelte Landnutzung müssen die Agri-Photovoltaik-Anlagen spezielle Anforderungen erfüllen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen PV-Anlagen auf den Dächern müssen die Agri-Module über dem Ackerboden angebracht werden. Da in der Landwirtschaft jedoch Maschinen eingesetzt werden, sollte eine normale Bewirtschaftung trotzdem gegeben sein. Außerdem stellen die Pflanzen Ansprüche an die passenden Lichtverhältnisse, um optimal gedeihen zu können.  

1. Die Unterkonstruktion der Agri-Photovoltaik-Anlagen 

Die Unterkonstruktion der Anlagen muss so angepasst sein, dass die Ackerböden keine Schäden nehmen. Bei der Verankerung und dem Fundament werden spezielle Schraub- und Rammverankerungen verwendet, die die Bodenqualität nicht negativ beeinflussen. 


2. Die richtigen Lichtverhältnisse für die Pflanzen gewährleisten 

Damit die passenden Lichtverhältnisse gegeben sind und die Pflanzen das passende Licht zum Wachsen erhalten, werden organische oder semitransparente Modulanlagen eingesetzt, die noch genügend Licht für die Pflanzen durchlassen. 


3. Die optimale Wasserversorgung 

Dadurch, dass die Pflanzen teilweise vollständig von den Solarmodulen überdacht sind, verteilt sich auch der Niederschlag. Damit sich das Abtropfen des Regens nicht negativ auf die Böden und Pflanzen auswirkt, müssen die Abtropfkanten optimiert werden. Hier werden spezielle Modelle eingesetzt, die entweder schmal und röhrenförmig sind oder über eine integrierte Regenwassergewinnung verfügen.  


4. Die Wahl der richtigen PV-Anlage 

Damit die Wahl der PV-Anlage keine negativen Auswirkungen auf die Landwirtschaft und Pflanzen hat, muss die Anlage auf die speziellen Bedürfnisse des Standortes angepasst sein. Benötigen die Pflanzen besonders viel Licht, sollten die Anlagen entweder senkrecht aufgestellt werden oder die Reihenabstände vergrößert werden. 
 

Agrarforstwirtschaft

Agrarforstwirtschaft gab es bereits im Mittelalter. Dabei wurde Ackeranbau mit dem Anbau von Bäumen in Form von Streuwiesen kombiniert. 

Allerdings verschwand diese Art der Bewirtschaftung nach und nach, da immer mehr Maschinen in der Landwirtschaft eingesetzt wurden. Bäume und Sträucher waren dabei im Weg und wurden entfernt, um einen besseren Zugang zum Acker zu erlangen.  
Heute rückt die Agrarforstwirtschaft wieder mehr in den Mittelpunkt, um dem Klimawandel entgegenzuwirken und zugleich eine nachhaltige Landwirtschaft erreichen zu können.

Wie funktioniert Agrarforstwirtschaft?

In der Agrarforstwirtschaft werden die Landflächen so genutzt, dass Gehölze wie Bäume und Sträucher mit Ackerkulturen oder Tierhaltung auf einer Fläche kombiniert werden. Da heute aber nicht mehr auf Maschinen in der Landwirtschaft verzichtet werden kann, werden die Bäume so gepflanzt, dass der Ackeranbau so wenig wie möglich eingeschränkt wird. Diese Art der Bewirtschaftung bietet enorme Vorteile für die Landwirtschaft, das Klima und die Umwelt.

Diese typisch eingesetzten Systeme verbinden: 

 

• Bäume und Sträucher mit Ackerkulturen
   
• Bäume und Sträucher mit Tierhaltung
   
• Bäume und Sträucher mit Ackerkulturen und Tierhaltung
   

Durch diese bewusst genutzte Kombination entstehen positive ökologische und ökonomische Vorteile für die Umwelt sowie die Landwirtschaft. 


 

Vorteile der Agrarforstwirtschaft für die Landwirtschaft

1. Mehr stabile und positive Erträge

Acker- und Gemüsekulturen überstehen länger anhaltende Trockenzeiten besser, da sie unter dem Schutz der Bäume wachsen. Dadurch verdunstet weniger Wasser und auch das Mikroklima auf dem Feld wird durch den Windschutz der Bäume verbessert. Zudem sind die Ackerkulturen besser gegen die Witterung geschützt. Landwirte erzielen dadurch mehr positive Erträge und verbessern ihr Einkommen, besonders in ertragsschwachen Standorten. 


2. Zusatzeinkommen für Landwirte

Durch den gleichzeitigen Anbau von Bäumen und Sträuchern können Landwirte auch den stark nachgefragten Bedarf an Holz decken und sich somit ein Zusatzeinkommen generieren. 


3. Bessere Nährstoffnutzung

Die Bodenfruchtbarkeit wird durch bessere Nährstoffkreisläufe erhöht und totes Gehölz trägt zu einer besseren Humusbildung bei. Durch diesen natürlichen Kreislauf können Dünger und Pflanzenschutzmittel reduziert werden. 


4. Bessere saisonale Verteilung

Bäume und Sträucher benötigen mehr Arbeitsaufwand im Winter. Im Sommer kann der Fokus auf den Ackerbau gelegt werden. 


5. Erosionsschutz

Der Acker wird besser vor einem Abtrag von fruchtbarer Erde durch Wind und Wasser geschützt. Eine vermehrte Humusbildung durch Laub und toten Baumwurzeln schützt den Boden besser vor Erosionen und macht ihn fruchtbarer. 


 

Vorteile von Agrarforstwirtschaft für die Umwelt

1. Das Grundwasser wird besser geschützt

Aufgrund der Gehölze gelangen weniger schädliche Pflanzenschutzmittel und Dünger in umliegende Seen und Bäche.


2. Höhere Arten- und Pflanzenvielfalt

Bäume und Sträucher bieten mehr Lebensraum für viele Tierarten und mehr Rückzugsmöglichkeiten werden geboten. Auch die Pflanzenvielfalt wird erhöht und somit eine bessere Biodiversität erreicht. 


3. Mehr CO2-Bildung

Durch ein vermehrtes Baumwachstum wird mehr CO2 gebildet und im Holz der Bäume und Sträucher gespeichert.