Das Jahr 2022 war voller Neuigkeiten zum Klimawandel und zur Energiekrise, die selbst ein Produkt des Klimawandels (und anderer Elemente) ist. Aufgrund dieser beiden negativen Ereignisse steigen die Kosten und der Bedarf an mehr Naturflächen mit mehr Bäumen wächst. Angesichts der wachsenden Weltbevölkerung, die es zu ernähren gilt, wird jedoch zunehmend Land für Landwirtschaft und Landwirtschaft gerodet – der Amazonas-Regenwald ist ein Paradebeispiel.
Das Problem der Landknappheit sowohl für die Landwirtschaft als auch für die Wildlandschaft, gepaart mit dem Bedarf an mehr erneuerbaren Energiequellen um dringend benötigten Strom zu liefern, hat zu einer interessanten Lösung geführt – der Agri-PV-Landwirtschaft.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Agri-PV? Eine Definition und Geschichte der Agri-PV
Nachteile und Vorteile der Agrar-PV
Welche Installationsmöglichkeiten gibt es für Agri-PV?
Gibt es Zuschüsse für Agrar-PV?
Zusammenfassung
Was ist Agri-PV? Eine Definition und Geschichte der Agri-PV
Agrivoltaik, von „agri“ für Landwirtschaft und „voltaics“ für Energieerzeugung, ist die Kombination dieser beiden Elemente für eine für beide Seiten vorteilhafte Energie- und Nahrungsmittelproduktion an einem Ort.
Ein einfaches Beispiel für Agri-PV ist das Weiden von Schafen auf einem Feld voller Sonnenkollektoren. Hier profitieren die Schafe vom Schatten (der auch dazu beiträgt, dass das Gras nicht zu schnell braun wird), und der Solarbauer profitiert davon, dass die Schafe das Gras für einen Bruchteil der Gebühr für Arbeiter mit Rasenmähern kurz halten – insbesondere angesichts der steigenden Kosten für Kraftstoff.
Die Agrar-PV nahm erstmals physische Gestalt an, als Byron Kominek, ein Heubauer aus Colorado, USA, erkannte, dass die Farm seiner Familie nicht mehr genug Geld einbrachte, um die Familie zu ernähren. Kominek war sich auch der Energiekrise und des Vorstoßes zu erneuerbaren Energien bewusst. Er wandte sich an die örtliche Regierung und brachte eine Idee vor – seine Farm an den Staat für Solaranlagen zu vermieten und das darunter liegende Land für die Landwirtschaft zu behalten.
Mit Hilfe von Forschern der Colorado State University und des National Renewable Energy Lab gelang es Kominek schließlich, über 3,000 Solarpaneele zu installieren, mit genügend Platz dazwischen, um seinen Traktor anzutreiben, und das Land unter den Solarpaneelen für den Gemüseanbau zu nutzen.
Dank der zeitweiligen Beschattung durch die Sonnenkollektoren verdunstete das Wasser weniger, was bedeutete, dass das Gemüse davon profitierte und weniger Wasser benötigt wurde. Darüber hinaus trug die verbleibende Wasserverdunstung dazu bei, die Luft um die Solarpaneele herum um bis zu 12 Grad abzukühlen, was zu effizienteren Paneelen mit höherer Stromproduktion führte.
Komineks Erfolg bedeutete die Rettung seiner Farm und eine Revolution in der Agrar- und erneuerbaren Energiebranche. Heutzutage kann die Landwirtschaft mit Windmühlen, Solarenergie und anderem kombiniert werden saubere Energie Anbieter. Der globale Agrivoltaik-Markt wird voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von rund wachsen 38% von 2022 zu 2027.
Nachteile und Vorteile der Agrar-PV
Vorteile der Agri-PV
– Maximiert das Solarenergiepotenzial: Gemäß einer Studie, könnte der weltweite Energiebedarf durch Solarstromproduktion gedeckt werden, selbst wenn weniger als 1 % der Ackerfläche auf eine Agri-PV-Anlage umgestellt würde. Dies liegt nicht nur an der effizienzsteigernden Wirkung der geringeren Wasserverdunstung der Ackerflächen, sondern auch an der höheren Flächennutzung, da Ackerflächen gleichzeitig zur Energiegewinnung genutzt werden können.
– Verbessert die Bodenqualität und die Pflanzenproduktion: Der Schatten, den die spendet Photovoltaik (PV)-Solarmodule bedeutet, dass der Boden mehr Feuchtigkeit speichert. Die Forschung von Barron-Gafford zeigte, dass Wasser so weit zurückgehalten werden kann, dass einige Pflanzen in der Wüste von Arizona wachsen können. Ein ähnliches Studie fanden heraus, dass Paprika und Tomaten unter diesen Bedingungen 50 % bzw. 30 % weniger Wasser zum Gedeihen benötigten. Die Größe und Positionierung der Paneele schützen die Pflanzen vor übermäßiger Hitze und rauem Wetter wie starkem Wind und starken Regenfällen – was aufgrund des Klimawandels immer wichtiger wird. Agri-PV bedeutet daher gesündere Böden und ertragreichere Pflanzen das ganze Jahr über.
– Erhöht den Gewinn der Landwirte: Dank der doppelten Nutzung ihres Landes können Landwirte durch die Agri-PV von doppelten Einnahmequellen profitieren und gleichzeitig den Planeten schützen und der Landknappheit entgegenwirken. Laut NREL könnten im Laufe des nächsten Jahrzehnts mehr als 2 Millionen Hektar US-Ackerland auf Solarenergie umgestellt werden – das ist sehr viel eine wachsende Branche. Darüber hinaus haben die Arbeiter in diesen Bereichen mehr Schatten, wodurch Verletzungen und Überhitzung der Arbeiter reduziert werden.
Nachteile der Agri-PV
- Hoher Preis: Der Anfangskapitalbedarf für die Installation einer Agri-PV-Anlage ist nach wie vor sehr hoch. Im Fall von Kominek setzte er die ganze Farm seiner Familie auf das Projekt.
– Fruchtfolge: Es ist erforderlich, anhaltend hohe Erträge und die Gesundheit des Bodens und damit (aufgrund der Wasserverdunstung) die Produktivität der PV-Anlage sicherzustellen. Dies bedeutet, dass im Laufe der Jahre unterschiedliche Pflanzenarten verwendet werden müssen. Positiv an diesem „Nachteil“ ist jedoch, dass die Fruchtfolge die Pflanzenvielfalt erhöht und gesünderes Land bedeutet, was allen zugute kommt.
– Noch in der Entwicklung: Da die Agri-PV noch relativ neu ist, werden die idealen Methoden und Nutzpflanzen noch getestet. Das bedeutet, dass noch viele Pflanzenarten mit diesem System getestet werden müssen. Darüber hinaus bedeutet die Neuheit, dass viele Landwirte sich der Vorteile noch nicht bewusst sind, was zu einer geringeren Akzeptanz führt.
- Zusätzliche Kosten: Zusätzlich zum anfänglichen Investitionskapital für die PV-Module müssen Agrar-PV-Unternehmen und Landwirte mit einigen weniger offensichtlichen Kosten rechnen. Dazu gehören Wartungskosten, wie zum Beispiel der Austausch von Paneelen ab einem bestimmten Alter, aber auch der Kauf Solarbatterien und Sicherheit, um sie vor Diebstahl zu schützen. Obwohl dies als einer der Nachteile der Agrar-PV angesehen wird, sollten die Einnahmen aus der Strom- und Pflanzenerzeugung diese Kosten decken.
Welche Installationsmöglichkeiten gibt es für Agri-PV?
Agri-PV kann an verschiedenen Orten installiert werden – von Feldern und Gärten bis hin zu Wolkenkratzern:
– Agri-PV-Farmen: Sie nutzen einen landwirtschaftlichen Außenbereich und bieten so eine Bauernhof mit doppeltem Nutzen. Dies kann das Weiden von Tieren und das Aufstellen von Tieren bedeuten PV-Module oder Windkraftanlagen oder das Wachsen landwirtschaftlicher Pflanzen im Schatten von PV-Modulen. Mittlerweile gibt es sogar Agri-PV-Schafunternehmen wie Solar Sheep, die ihre Schafe vermieten, um sie auf Solarfeldern grasen zu lassen.
– Agri-PV-Gewächshaus: Bei dieser Methode wird das Glas von Gewächshäusern mit Sonnenkollektoren abgedeckt. Noch in der Entwicklungsphase, Spanische Forscher beschäftigen sich mit transparenten Glas-PV-Modulen. Da zweifellos etwas Licht verloren gehen wird, besteht die Idee darin, PV-Systeme bereitzustellen, die die jährliche Netto-Photosyntheserate um bis zu 10 % reduzieren, ohne dass sich dies nur geringfügig auf den Ernteertrag auswirkt.
– Agri-PV auf Dächern: Agri-PV auf Dächern wird für die urbane Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung sein, da sie sich auf die Installation von Solarpaneelen auf landwirtschaftlichen Dächern bezieht. Das bedeutet mehr Erzeugung erneuerbarer Energien näher am Endverbraucher – und damit weniger Reisewege. Darüber hinaus bedeutet es eine bessere Raumnutzung. Agri-PV-Unternehmen haben Agri-PV auf Dächern genutzt gezeigt dass Salate mit größeren Blättern wachsen und mehr Kohlenstoff verbrauchen. Es wird jedoch noch einige Zeit dauern, bis alle Ernteerträge getestet werden können.
Gibt es Zuschüsse für Agrar-PV?
Wenn Sie Interesse an der Erforschung von Agri-PV haben, ein Agri-PV-Unternehmen gründen oder ein Agri-PV-Gewächshaus, Agri-PV-Farmen oder sogar ein Agri-PV-Projekt auf dem Dach errichten möchten, finden Sie möglicherweise finanzielle Unterstützung für den Einstieg.
– Die Agrarvoltaik in den USA läuft gut, wie das Solar Energy Technologies Office (SETO) des US-Energieministeriums (DOE) bekannt gibt Finanzierung in Höhe von 8 Millionen US-Dollar für Projekte, die untersuchen, wie die Agri-Photovoltaik skaliert werden kann und Landwirten (Agri-PV-Farmen), ländlichen Gemeinden (Agri-PV auf Dächern) und der Solarindustrie neue wirtschaftliche Möglichkeiten bietet.
– Die Europäische Kommission verfügt über eine breite Palette von Zuschüssen für Entwicklungen in der Landwirtschaft, die Agri-PV-Unternehmen erhalten können sich bewerben für. Auch europäische Länder bieten einzeln Zuschüsse an, beispielsweise Italien 1.2 Mio. EUR Agrar-PV-Zuschuss.
– Australien bietet Zuschüsse für energieeffiziente Lösungen – ein Dach, unter das die Agrar-PV fällt. In New South Wales erhielt eine landwirtschaftliche High School AUD 180,000 vom Energy Efficiency Solutions Project des NSW DPI, um das Agri-PV-Programm anzukurbeln. Dies zeigt, dass es sich lohnen kann, Zuschüsse sowohl bei regionalen als auch nationalen Regierungen zu beantragen.
– Das serbische Ministerium für Land-, Forst- und Wasserwirtschaft bietet an 38 Mio. EUR für wettbewerbsfähige landwirtschaftliche Anlagen im Land, einschließlich Agri-PV.
Darüber hinaus verzeichnen auch viele andere Regionen ein steigendes Interesse an der Agrar-PV India und Afrika. Doch trotz anfänglichem Optimismus für a Anstieg der Agri-PV in China, überlegen Regierungsvertreter nun Agrar-PV verbieten in der Landwirtschaft aus Sorge um geringere Ernteerträge in einem dicht besiedelten Land.
Zusammenfassung
Agri-PV-Systeme revolutionieren die Landwirtschaft und die Erzeugung erneuerbarer Energien, wobei Agri-PV-Anlagen auf Dächern eine doppelte Nutzung wertvoller städtischer Flächen in Städten schaffen, während Agri-PV-Farmen und Agri-PV-Gewächshäuser dasselbe für die Landschaft bewirken. Da mehrere Studien die Vorteile dieser Anbaumethode belegen, darunter höhere Ernteerträge, effizientere Stromerzeugung, geringerer Wasserverbrauch und gesünderes Land, ist es klar, dass Agri-PV-Systeme in einem viel größeren Maßstab als derzeit implementiert werden sollten.
Die Methode ist jedoch noch recht neu, was bedeutet, dass noch Forschungsbedarf besteht, um die Ernteerträge und die Stromerzeugung auf eine Weise zu maximieren, die sowohl dem Landwirt als auch dem Land und den Tieren zugute kommt. Da dies ein teurer Prozess sein wird, sind glücklicherweise Regionen wie die USA und Europa führend bei der Schaffung von Agrar-PV-Fördermitteln. Allerdings müssen weitere Regionen beitreten, wenn die Verbesserungen schnell genug erfolgen sollen, um den Klimawandel und die Energiekrise zu bewältigen.
