SI/502210

Schlussbericht

Dieser Bericht fasst die Aktivitäten und Ergebnisse des Forschungs- und Entwicklungsprojekts „Projet pilote agrivoltaïque à l’Agroscope de Conthey (VS)“ zusammen, das vom 20.03.2021 bis zum 30.11.2025 lief. Agrivoltaik bezeichnet die gleichzeitige Nutzung von Land für Solarenergie und Landwirtschaft. Im Kontext des Klimawandels bietet sie die Möglichkeit, Nutzpflanzen vor übermäßiger Sonneneinstrahlung, Starkregen und extremen Wetterereignissen zu schützen und gleichzeitig erneuerbare Energie zu erzeugen. In der Schweiz können Photovoltaikanlagen in landwirtschaftlichen Gebieten genehmigt werden, wenn sie die landwirtschaftlichen Interessen nicht beeinträchtigen und der landwirtschaftlichen Produktion Vorteile bringen. Ziel des Projekts war die Strom- und Agrarproduktion eines von der Firma Insolight für Beerenkulturen entwickelten agrivoltaischen Systems zu bewerten. Es wurden zwei Generationen von Systemen evaluiert, die mit maßgeschneiderten halbtransparenten Solarmodulen und einer für die Kulturen einstellbaren Lichtdurchlässigkeit ausgestattet waren. Das Projekt zielte darauf ab, folgende Fragen zu beantworten: Kann die Agrivoltaik-Abdeckung die landwirtschaftliche Produktion durch den Schutz der Nutzpflanzen ähnlich wie herkömmliche Kunststoffabdeckungen fördern? Gibt es ein tragfähiges Geschäftsmodell, das sowohl für den landwirtschaftlichen Produzenten als auch für den Solarentwickler vorteilhaft ist? Die wichtigsten Ergebnisse sind: Bau und Inbetriebnahme der ersten Agri-Photovoltaikanlage für Beerenkulturen in der Schweiz: eine 18-kWp-Anlage der ersten Generation mit prototypischen, halbtransparenten Modulen. Fünfjährige agronomische Versuchsreihe mit Himbeeren und Erdbeeren, elektrische und mikroklimatische Überwachung mit drei verschiedenen Agri-Photovoltaiksystemen der ersten und zweiten Generation. Bewertung der Wirtschaftlichkeit der Lösung für Landwirte und Solarentwickler. Das Projekt zeigte die Grenzen des Prototyps der ersten Generation, der zu Beginn des Projekts gebaut wurde, hinsichtlich Stromerzeugung, Lichtverteilung und Systemkosten auf, wodurch eine Kommerzialisierung in dieser Form nicht möglich war. Ein System der zweiten Generation hingegen, basierend auf qualifizierten Komponenten, bietet eine zufriedenstellende Lichtdurchlässigkeit und einen spezifischen Stromertrag zu wirtschaftlich tragbaren Kosten. Mit wettbewerbsfähigen Investitionskosten und spezifischen Erträgen kann sich die Agrar-Photovoltaik-Abdeckung durch die Stromerzeugung selbst finanzieren, wobei die typische interne Kapitalrendite bei 15 bis 20 Jahren liegt. Schutzwirkung der Agri-Photovoltaikabdeckung wurde während Hitzewellen, Frostnächten und einem Hagelsturm quantifiziert und das Potenzial der Agri-Photovoltaik zur Milderung der Auswirkungen extremer Wetterereignisse aufgezeigt. Die agronomischen Ergebnisse zeigten je nach Jahreszeit, Kulturpflanze, Sorte, angewandter Beschattung und Art der Vergleichsfläche, mit der die Agri-Photovoltaik-Abdeckung verglichen wurde, unterschiedliche Resultate. Die wichtigsten Schlussfolgerungen aus den verschiedenen Versuchen sind: Bei Himbeeren ergab sich : Im Vergleich zum Freilandanbau ein Vorteil hinsichtlich Ertrags, Fruchtgröße und Produktionskosten, wodurch die Anforderungen des Schweizer Rechtsrahmens erfüllt werden. Im Vergleich zu zwei Typen von Kunststoffabdeckungen (mehrfeldrige Kunststoffgewächshäuser und Kunststoff-Regenabdeckungen) waren die Erträge unter der agrivoltaischen Abdeckung im Durchschnitt geringer, in einigen Fällen jedoch ähnlich, und die Fruchtgrößen waren im Durchschnitt ähnlich oder größer. Die Produktionskosten der Agri-Photovoltaik-Anlagen zwischen denen der beiden Vergleichsflächen. Für den Erzeuger ist daher ein rentables Geschäftsmodell möglich. Bei Erdbeeren waren Ertrag und Zuckergehalt im Allgemeinen niedriger als unter Folientunneln oder -schirmen, insbesondere bei immer tragenden Sorten. Die Lichtverfügbarkeit war im Allgemeinen ein begrenzender Faktor für den Gesamt- und den vermarktbaren Ertrag, und Zuckergehalt. Bei Sommererdbeeren wurden vielversprechende erste Ergebnisse in den lichtdurchlässigsten Anlagen der zweiten Generation erzielt, deren Erträge denen der Kunststoffabdeckungen nahekommen, jedoch noch einer weiteren Bestätigung bedürfen. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, dass die Agri-Photovoltaik-Abdeckung im Allgemeinen ihre Funktion als Witterungsschutz für die Beerenkulturen erfüllt und gleichzeitig erneuerbaren Strom zu wettbewerbsfähigen Kosten erzeugt. Diese Stromerzeugung wird ohne zusätzlichen Flächenbedarf im Vergleich zur ursprünglich ungeschützten Beerenproduktion erreicht. Die verschiedenen Versuchsergebnisse liefern Informationen darüber, welche Agrivoltaik-Konzepte am besten funktionieren und welche Sorten für den Anbau unter Agrivoltaik-Abdeckungen am besten geeignet sind.