Agri-PV: Welche Systeme es gibt und wofür sie sich besonders eignen

Agri-PV-Anlagen lassen sich in geschlossene und offene Systeme unterteilen. Bei geschlossenen Systemen sind die Solarmodule in Gewächshäuser integriert. Bei offenen Systemen werden sie oberhalb oder zwischen landwirtschaftlichen Flächen installiert – also horizontal oder vertikal.

Nicht erlaubt sind in der Schweiz Freiflächenanlagen, die die landwirtschaftliche Produktion behindern oder ersetzen. Denn diese hat hierzulande immer Vorrang. Einzig Forschungsanlagen dürfen auf Freiflächen installiert werden.

Horizontale Agri-PV-Anlagen

«Solaranlagen, die oberhalb von landwirtschaftlichen Flächen platziert werden, eignen sich primär für Niederstamm-Obstkulturen und Beerenplantagen», sagt Dominik Füglistaller, Dozent für Agrarökologie und ressourcenschonende Landnutzung an der Berner Fachhochschule. «Denn bei solchen Kulturen besteht oft schon eine Schutzinfrastruktur, die sich für die Solarmodule umnutzen lässt.» Beeren- oder auch Obstkulturen erfordern zudem Kühlanlagen – eine sinnvolle Möglichkeit, den Solarstrom direkt vor Ort zu verbrauchen. Bei Feldern mit Obstbäumen gibt es laut dem Fachmann einen guten Zeitpunkt für die Installation einer Solaranlage: «Wenn ein Teil der Bäume ersetzt werden muss.»

Die Vorteile horizontaler Agri-PV-Anlagen:

• Schutzfunktion: Sie schützen die Kulturen vor Hagel und Starkniederschlag, können allenfalls sogar die Hagelnetze ersetzen.
• Besseres Mikroklima: Mit der Agri-PV lässt sich das Mikroklima der Kulturen beeinflussen. Zum Beispiel wird es an Sonnentagen unter den Solarmodulen weniger heiss.
• Angenehmeres Arbeiten: Das Ernten von Obst oder Beeren ist durch den Schatten der Solarmodule angenehmer.
• Kombinierte Nutzung: In das Solarsystem lassen sich bei Bedarf weitere Funktionen wie etwa ein Wasserfangsystem integrieren.

Horizontale Agri-PV-Anlagen werden in der Regel zwei bis fünf Meter über dem Boden installiert. Je grösser dieser Abstand ist, desto flexibler nutzbar bleibt die Fläche darunter. Allerdings sind solche Systeme technisch anspruchsvoller und erfordern höhere Investitionen.

Hoch aufgeständerte Solaranlagen mit leicht geneigten Modulen sind auch auf Weideflächen möglich, um Kühen oder anderen Weidetieren als Schattenspender und Wetterschutz zu dienen. In der Schweiz kommen sie bisher nur vereinzelt vor. Dies liegt an den hohen regulatorischen Anforderungen: Um bewilligungsfähig zu sein, muss eine Agri-PV-Anlage hierzulande einen nachweisbaren Vorteil für die landwirtschaftliche Produktion bringen – in diesem Fall etwa für das Tierwohl.

Vertikale Agri-PV-Anlagen

Bei vertikalen Systemen findet die landwirtschaftliche Nutzung nicht unter, sondern zwischen den Solarmodulen statt. «Sie eignen sich etwa für Weidewirtschaft und Grasland», so Dominik Füglistaller. «Bei Viehweiden dienen sie als Trennelemente und ersetzen herkömmliche Zäune.» Bei Grasland wiederum lassen sich die Solarmodule auch innerhalb der Felder platzieren. So bilden sich als positiver Nebeneffekt Biodiversitätsflächen. «Um genügend Abstand zu den Solarpanels zu halten, bleiben beim Mähen Altgrasstreifen stehen, die verschiedenen Tieren als Rückzugsort dienen können.»

Die Vorteile vertikaler Agri-PV-Anlagen:

• Tiefere Kosten: Vertikale Systeme sind aufgrund der einfacheren Unterkonstruktion in der Regel kostengünstiger als horizontale.
• Flexiblere Platzierung: Durch die einfachere Installation lassen sich vertikale Solarmodule bei Bedarf leichter versetzen.
• Gezielte Ausrichtung: Vertikale Solarmodule können so platziert werden, dass sie gleichmässiger über den Tag verteilt Strom produzieren – etwa durch eine Ost-West-Ausrichtung.
• Schutz vor Wind: Vertikale Solarmodule funktionieren wie Windbrecher und reduzieren dadurch die Austrocknung und die Erosion des Bodens.

Zudem gilt laut Dominik Füglistaller bei vertikalen Systemen wie bei allen landwirtschaftlichen Solaranlagen: «Sie sind vor allem sinnvoll, wenn sich in der Nähe ein Netzanschluss und ein Abnehmer für den Solarstrom befinden.»

Gewächshäuser mit Solarmodulen

Wenn von geschlossenen Agri-PV-Anlagen die Rede ist, handelt es sich um Systeme an oder in Gewächshäusern. Grundsätzlich können die Solarmodule in die Dach- oder Fassadenstruktur integriert werden. Das hat den Vorteil, dass sich die bestehende Unterkonstruktion nutzen lässt. Allerdings kann die Beschattung zu hohen Ertragseinbussen führen. Deshalb gibt es immer mehr spezielle Lösungen wie lichtdurchlässige oder hängende Solarmodule.

Wie entwickelt sich die Agri-PV weiter?

Das Potenzial der Agri-PV ist noch gross. Welche Innovationen zeichnen sich in nächster Zeit ab? Dominik Füglistaller sieht die grossen Veränderungen nicht mehr bei der Technologie, sondern primär bei der Regulierung, den Einsatzmöglichkeiten sowie der Nutzung und Speicherung des Solarstroms. Er nennt drei Trends:

1. Grössere Akzeptanz: «Heute bestehen in den verschiedenen Kantonen sehr unterschiedliche gesetzliche Rahmenbedingungen für die Agri-PV. Das liegt auch daran, dass die Akzeptanz der Bevölkerung und der Behörden noch nicht überall vorhanden ist. Seit aber immer mehr landwirtschaftliche Solaranlagen zu sehen sind, wächst diese Akzeptanz rasch – sodass auch zurückhaltende Kantone ihre Hürden allmählich abbauen dürften.»
2. Neue Einsatzmöglichkeiten: «Derzeit werden mehrere innovative Ideen geprüft, wo die Agri-PV sinnvoll platziert werden könnte. Zu diesen möglichen neuen Standorten gehören etwa landwirtschaftliche Flächen neben Bahnlinien. Mithilfe von Transformatoren lässt sich der Solarstrom direkt ins Bahnnetz einspeisen. Ebenfalls interessant sind extensiv bewirtschaftete Grundwasser-Schutzzonen. Hier könnten Biodiversität und Stromproduktion Hand in Hand gehen – und der Strom zu den nahegelegenen Pumpwerken fliessen, die viel Energie verbrauchen.»
3. Höherer Eigenverbrauch: «Ein grosses Thema bei der Agri-PV sind Speicher. Dazu zählen neben stationären Batteriespeichern auch eigene Elektroautos der Betriebe und künftig auch Elektrotraktoren, die bidirektional laden. Dadurch erhöhen sich nicht nur der Eigenverbrauch und die Wirtschaftlichkeit der Solaranlagen. Genauso wächst die Autarkie der Landwirtschaftsbetriebe.»