Wie eine Studie der Universität Hohenheim zeigt, kann die Beschattung durch Agrar-Photovoltaik (PV)-Anlagen in Zeiten von Dürre zu Ertragssteigerungen führen. In Zeiten genügender Wasserversorgung kommt es allerdings bei verschiedenen Pflanzen zu Ertragsminderungen. Daher kann der Effekt in Regionen wichtig sein, die neben starkem Bevölkerungswachstum mit ausgeprägten Dürreperioden kämpfen, z.B. Indien und Afrika. Aber auch in Europa nehmen unter den Einwirkungen des Klimawandels die Zeiten von Trockenheit zu. Es besteht noch großer Forschungsbedarf, v.a. zur Frage welche Pflanzen sich für die Systeme am besten eignen.
Ertragssteigerung im Klimawandel
In vielen Regionen der Welt nimmt die Verfügbarkeit von Wasser stark ab. Das hat weitreichende Folgen für die Ernährungssicherheit der Weltbevölkerung. Zur Abbremsung des Klimawandels kann der Einsatz erneuerbarer Energien anstatt fossiler Brennstoffe einen großen Beitrag leisten. Die Anlage von PV-Anlagen im Agrarbereich steht aber in direkter Konkurrenz zur Nahrungsproduktion. Agri-PV liefert eine Möglichkeit zur doppelten Nutzung der Flächen.
Nun haben die Forscher der Universität Hohenheim gezeigt, dass Agri-PV noch mehr leisten kann. „Zwar verringert die Beschattung durch die Photovoltaik-Anlage die Erträge, wenn ausreichend Wasser für das Pflanzenwachstum zur Verfügung steht,“ so die wissenschaftliche Mitarbeiterin Lisa Pataczek „bei Wasserknappheit profitieren die Pflanzen jedoch von der geringeren Verdunstung und damit einem geringeren Wasserverlust: Der Ertrag ist höher als auf den unbeschatteten Flächen.“
Besonders wichtig könnte die Wirkung in den trockenheitsanfälligen Regionen (Westen der USA, Ost- und Süd-Afrika, Arabische Halbinsel, Naher Osten, Indien, Australien) sein und gerade Bereiche mit starkem Bevölkerungswachstum können profitieren, so die Forscher. „Zudem stellt in den Randgebieten aller großen Wüsten der Welt die Photovoltaik eine Strategie zur Bekämpfung der Wüstenbildung dar“, so Jun.-Prof. Dr. Andreas Schweiger, der Leiter der Untersuchung.
Potenzial bei Pflanzen unterschiedlich
Je nach klimatischen Bedingungen fällt das Potenzial, das die Agri-PV bietet unterschiedlich aus, zusätzlich hängt es auch von den angebauten Pflanzen ab. Die meisten der bisher untersuchten Kulturen tolerierten eine Beschattung von bis zu 15 % ohne auffallende Ertragseinbußen. Während Beeren, Obst und Fruchtgemüse von der Beschattung profitieren, leiden Futterpflanzen, Blattgemüse, Knollen- und Hackfrüchte sowie viele Getreide-Arten etwas. Starke Einbußen des Ertrags zeigten sich bei Mais, Ackerbohnen, Soja und Lupinen – und das auch bei geringer Beschattung.
Es fehle derzeit aber noch an detailliertem und fundiertem Wissen zu den Beziehungen zwischen Formen der Agri-PV und den Reaktionen der unterschiedlichen Pflanzen. Diese beziehen sich nämlich nicht nur auf die Wasserversorgung. Viele Pflanzen beginnen im Schatten z.B. das Wachstum der oberirdischen, photosynthetisch aktiven Blattmasse zu steigern.
Die weitere Forschung kann nicht nur helfen, die unter den klimatischen Bedingungen passenden Pflanzen auszuwählen, sondern auch zur Entwicklung von smarten Anlagen beitragen, die in Echtzeit die Stresssignale der Pflanzen nutzen und die Ausrichtung der Paneele steuern.
Quelle: Universität Hohenheim
