Agro-PV maximiert Erträge

Studie der Oregon State University: Am produktivsten für Sonnenenergie ist Ackerland

Eine am 07.08.2019 in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlichte Studie der Oregon State University (OSU) kommt zu dem Schluss, dass es ausreicht, wenn weniger als 1% der landwirtschaftlichen Nutzfläche in Solarparks umgewandelt würde, um den weltweiten Bedarf an elektrischer Energie zu decken. Das Konzept der gemeinsamen Erschließung derselben Fläche für Photovoltaik und konventionelle Landwirtschaft wird als Agro-PV bezeichnet.

Doppellandnutzung PV und Schaf – Foto © Veronika Neukum-Hofmann für Solarify

“Unsere Ergebnisse zeigen, dass es ein enormes Potenzial für die Zusammenarbeit von Solar- und Landwirtschaft gibt, um zuverlässig Energie bereitzustellen”, sagte Studienautor Chad Higgins, außerordentlicher Professor am OSU College of Agricultural Sciences. “Es gibt ein altes Sprichwort, dass die Landwirtschaft von allem zu viel produzieren kann. Das haben wir auch bei der Elektrizität entdeckt. Es stellt sich heraus, dass die Bauern vor 8.000 Jahren die besten Orte gefunden haben, um Sonnenenergie auf der Erde zu gewinnen.”

Die Ergebnisse hätten Auswirkungen auf den aktuellen Bau großer Solaranlagen in Wüsten, sagte Higgins: “Solarmodule sind heikel, ihre Effizienz sinkt, je heißer die Panels werden. Das öde Land ist heißer. Ihre Produktivität ist geringer als sie sein könnte.”

Für ihre Studie analysierten OSU-Forscher die von Tesla gesammelten Daten von fünf großen, netzgebundenen, bodenmontierten Solaranlagen auf landwirtschaftlichen Flächen des Staates Oregon. Konkret betrachtete das Team die alle 15 Minuten gesammelten Daten des 35th Street Solar Array, das 2013 auf der Westseite des Corvallis-Campus der OSU installiert wurde. Die Forscher synchronisierten die Tesla-Informationen mit Daten, die von Mikroklima-Forschungsstationen gesammelt wurden, die sie an der Anlage installierten, welche die mittlere Lufttemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit, die Windgeschwindigkeit, die Windrichtung, die Bodenfeuchtigkeit und die ankommende Sonnenenergie aufzeichneten.

Basierend auf diesen Ergebnissen entwickelte Elnaz Hassanpour Adeh, Doktorandin des Wasserressourcen-Engineering-Programms der OSU und Mitautor der Studie, ein Modell für die photovoltaische Effizienz als Funktion von Lufttemperatur, Windgeschwindigkeit und relativer Luftfeuchtigkeit. “Wir haben festgestellt, dass, wenn es draußen kühl ist, die Effizienz besser wird”, sagte Higgins. “Wenn es heiß ist, wird die Effizienz schlechter. Wenn es totenstill ist, ist der Wirkungsgrad schlechter, aber etwas Wind macht es besser. Als die Bedingungen feuchter wurden, verschlechterten sich die Module. Solarmodule sind genau wie Menschen und das Wetter, sie sind glücklicher, wenn es kühl und luftig und trocken ist.”

Anhand von globalen Karten aus Satellitenbildern wandte Adeh dieses Modell dann weltweit an und umfasste 17 Klassen der weltweit anerkannten Landbedeckung, darunter Klassen wie Ackerland, Mischwald, Stadt und Savanne. Die Klassen wurden dann von den besten (Ackerland) bis zu den schlechtesten (Schnee/Eis) eingestuft, in Bezug darauf, wo ein Solarmodul am produktivsten war. Das Modell wurde dann neu bewertet, um das Agro-PV-Potenzial zur Deckung des prognostizierten globalen elektrischen Energiebedarfs zu bewerten, der von der Weltbank festgelegt wurde.

Higgins und Adeh haben bereits Forschungsarbeiten veröffentlicht, die zeigen, dass Solarmodule die landwirtschaftliche Produktion auf trockenem, unbewässertem Ackerland steigern. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Platzierung von Solarmodulen auf Weiden oder landwirtschaftlichen Feldern die Ernteerträge steigern könnte.

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