Bei Agri-Photovoltaik werden Agrarflächen gleichzeitig zum Pflanzenanbau und zur Solarstromproduktion genutzt. Das Wassermanagement ist hierbei eine Herausforderung. Regensensoren (unten links) messen die Verteilung des Niederschlags.

Agrosolarsysteme unterstützen die Energiewende

Photovoltaik (PV) ist neben der Windkraft das wichtigste Standbein der regenerativen Energieversorgung zur angestrebten Klimaneutralität. Den Bedarf an installierter PV-Leistung für eine erfolgreiche Energiewende beziffert das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme mit 500 Gigawatt peak (GW _P). Das mit Abstand größte technische Potenzial der integrierten Photovoltaik-Lösungen in Deutschland sieht Fraunhofer in der Agri-Photovoltaik. Die duale Nutzung von Agrarflächen zum Pflanzenanbau als Primärnutzung und zur Solarstromproduktion unterstützt die Energiewende und schafft neue Einnahmequellen für Landwirte. Doch das Wassermanagement für die beschatteten Pflanzen stellt eine Herausforderung dar und ist bisher kaum erforscht. Im EIP-Agri-Projekt „Wassermanagement und Mikroklima unter der Agri-Photovoltaik-Anlage“ sucht das Institut für nachhaltige Bewässerung und Wasserwirtschaft im ländlichen Raum (INBW) der Ostfalia Hochschule nach geeigneten Lösungen.

Der Versuchsaufbau zu Beginn der Messungen zeigt die Solarmodule (blau) über den Pflanzreihen (grün). Die Regensensoren (Punkte) messen den Niederschlag.

Heterogene Niederschlagsverteilung ist problematisch

Im Landkreis Lüchow-Dannenberg steht die zurzeit größte Agri-PV-Anlage (APV) in Deutschland (Projektfläche zirka ein Hektar). Unter dieser Anlage wird für einen großen Trockenkräuter-Hersteller Schnittlauch angebaut. Die Forschenden der Ostfalia haben die Niederschlagsverteilung unter der Anlage gemessen. Verschiedene Versuchsaufbauten befanden sich unterhalb der Anlage mit und ohne Auffangrinnen an den Solarmodulen sowie neben der APV als Referenzfläche. Die anfangs 111 Regenmesser pro Messplot wurden im späteren Verlauf modifiziert und zwecks höherer Auflösung mit 70 weiteren Regenmessern ergänzt. Die Niederschläge verteilen sich deutlich heterogen und es bilden sich ausgeprägte Abtropfkanten unter der APV. Wird das Regenwasser in Rinnen aufgefangen und abgeleitet, hängt das Auftreten von Abtropfkanten von der Regenintensität ab.

Der Niederschlag verteilt sich unter der APV mit Ablaufrinne (grüne Kurve) und ohne Ablaufrinne (blaue Kurve) heterogen. Das Auftreten von Abtropfkanten unter der APV mit Ablaufrinnen ist von der Niederschlagsintensität abhängig.

Wasserspeicherung und Beregnungstechnik

Üblicherweise wird der Schnittlauch mit einem Düsenwagen beregnet, jedoch passen konventionelle Düsenwagen mit ihren Ausmaßen nicht unter die Agri-PV-Anlage. Daher wird ein Teil der Projektfläche mittels unterirdisch verlegten Tropfschläuchen beregnet und der andere Teil mit einem für das Projekt umgebauten Düsenwagen. Die Wasserverteilung im Boden untersuchen die Forschenden mit Bodenfeuchtesensoren, die Landschaftsverdunstung (Evapotranspiration) mit Multi-Parameter-Wettersensoren. Darüber hinaus entwickeln sie ein Wassermanagement- und ein Beregnungskonzept.

Fachliche Ansprechpartner:

Dominic Meinardi & Prof. Dr.-Ing. Klaus Röttcher

Ostfalia Hochschule
Institut für nachhaltige Bewässerung und Wasserwirtschaft im ländlichen Raum

d.meinardi@ostfalia.de | k.roettcher@ostfalia.de | INBW

Redaktioneller Hinweis: Dieser Text steht unter der  CC BY 3.0 DE-Lizenz

Zitation: Meinardi, D., & Röttcher, K. (2024). Wassermanagement unter einer Agri-Photovoltaik-Anlage. Wissen Hoch N. https://doi.org/10.60479/BWSX-KC78

Erschienen in  Technologie-Informationen 1/2024

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