Forschern der Universität von Arizona zufolge führt der Anbau von Obst und Gemüse im Schatten von Photovoltaik-Modulen zu einer um den Faktor zwei bis drei erhöhten Ernte im Vergleich zu konventioneller Landwirtschaft. In einer in der Zeitschrift „Nature“ veröffentlichten Studie hat das Team die Ergebnisse eines mehrjährigen Forschungsprojekts veröffentlicht, bei dem es um das Wachstum von Chiltepin-, Jalapeno- und Kirschtomatenpflanzen im Schatten von Solarmodulen in Trockengebieten ging. Während der dreimonatigen sommerlichen Wachstumsperiode wurden dabei die mikroklimatischen Bedingungen untersucht, beispielsweise Lichtverhältnisse, Lufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit, außerdem Parameter wie Modultemperatur, Bodenfeuchtigkeit und Wasserverbrauch sowie die ökophysiologische Funktion der Pflanzen und ihre Biomasseproduktion. Die Überwachung erfolgte mit Sensoren über der Bodenoberfläche und in einer Tiefe von fünf Zentimetern.
Den Wissenschaftlern zufolge zeigen die Messungen, dass sich der Schattenwurf der Solarmodule positiv auf die Lufttemperatur, das direkte Sonnenlicht und den Wasserbedarf auswirkt. „Der Schatten der Photovoltaik-Module führte zu kühleren Tagestemperaturen und wärmeren Nachttemperaturen als der traditionelle Anbau unter freiem Himmel“, so das Team. Zudem sei eine höhere Luftfeuchtigkeit festgestellt worden.
Die Forscher behaupten, dass der Sonnenschutz und die hohen Temperaturen der Module bei allen drei Kulturen eine bessere Ernte ermöglichen. „Tatsächlich war die Gesamtproduktion von Chiltepin-Chilis unter PV-Modulen dreimal so hoch und die Tomatenproduktion doppelt so hoch“, schreibt Hauptautor Greg Barron-Gafford. Bei Jalapenos sei der Ertrag ähnlich ausgefallen wie im konventionellen Anbau, jedoch mit deutlich weniger Wasserverbrauch erreicht worden. „Wir haben festgestellt, dass jede Bewässerung das Pflanzenwachstum tagelang und nicht nur stundenlang unterstützen kann“, so Barron-Gafford.
Bereits frühere Studien haben die Vorteile der Agro-Photovoltaik für die Leistung von Solarmodulen aufgezeigt. Auch die Forscher der Universität von Arizona haben beobachtet, dass der Anbau von Pflanzen unter Solarmodulen wegen der Verdunstungskälte ideal ist, um eine Überhitzung der Module zu vermeiden. „Alles in allem ist das eine Win-Win-Win-Situation, wenn es darum geht, den Anbau unserer Lebensmittel zu verbessern, unsere kostbaren Wasserressourcen zu nutzen und erneuerbare Energie zu erzeugen“, so Barron-Gafford.
Mit Blick auf andere Kulturen sehen die Wissenschaftler noch Forschungsbedarf. Sie arbeiten mit dem National Renewable Energy Laboratory des US-amerikanischen Energieministeriums zusammen, um herauszufinden, wie sich die Ergebnisse ihrer Studie auf andere Regionen übertragen lassen und wie die Politik solche Projekte unterstützen kann.
In Europa hat der schwedische Energiekonzern Vattenfall angekündigt, Agro-Photovoltaik in den Niederlanden zu testen. Dort gibt es wegen Befürchtungen hinsichtlich des Verlusts von Agrarflächen Widerstand gegen große Solaranlagen. „Wir hören regelmäßig von Landwirten, Politikern und Umweltverbänden, dass es eine Schande ist, landwirtschaftliche Flächen für Solarparks zu nutzen“, so Margit Deimel von Vattenfall. „Indem wir untersuchen, ob wir Solarparks auch mit der Landwirtschaft kombinieren können, wollen wir die Akzeptanz unserer Solarparks in der Region erhöhen.“ Deimel zufolge will Vattenfall an verschiedenen Standorten aktiv werden, um die Anwendung von Agro-Photovoltaik zu optimieren. Hohe Kulturen wie Mais, Spargel oder Bambus würden dabei nicht in Betracht gezogen, aber Anbauflächen für Kohl, Zwiebeln, Kartoffeln, Karotten oder Beeren.
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