5 große Nachteile der Agrivoltaik

Vielleicht sind Sie kürzlich im Internet auf den Begriff Agrivoltaik gestoßen. Falls nicht, sind Sie hier genau richtig: Dieser Blog informiert Sie über die Agrivoltaik-Technologie und wie sie die Landwirtschaft verbessern kann. Allerdings muss die Agrivoltaik noch einige Hürden überwinden, bevor sie sich breit macht. Dieser Artikel beleuchtet einige der Nachteile der Agrivoltaik.

Was ist Agrivoltaik-Technologie? 

Die Agri-Photovoltaik-Technologie erzeugt Strom auf die gleiche Weise wie herkömmliche Photovoltaikanlagen. Um eine doppelte Landnutzung zu ermöglichen, müssen Agri-Photovoltaik-Anlagen jedoch bestimmte technische und bauliche Voraussetzungen erfüllen.

• Technologien basierend auf Modulen: Von besonderer Bedeutung in der Landwirtschaft sind Modultechnologien, die das für das Pflanzenwachstum notwendige Lichtspektrum durchlassen. Beispiele hierfür sind die organische Photovoltaik-Modultechnologie und die semitransparente Modultechnologie.
• Lichtsteuerung: Die größte Herausforderung beim Bau einer Agrivoltaikanlage besteht darin, die Stromerzeugung mit den landwirtschaftlichen Erträgen in Einklang zu bringen.

Was sind die Nachteile der Agrivoltaik?

Die Agrivoltaik-Technologie wird zunehmend Teil der landwirtschaftlichen Kultur. Bevor Sie sich jedoch auf diese Technologie einlassen, sollten Sie sich über einige Nachteile dieser Technologie im Klaren sein. 5 große Nachteile der Agrivoltaik sind:

1. Der Erntezyklus ist für das Agrivoltaiksystem notwendig

Wird dieselbe landwirtschaftliche Plantage über mehrere Jahre hinweg bewirtschaftet, wirkt sich das auf den jeweiligen Feldabschnitt aus . Deshalb ist die Fruchtfolge ein so wichtiger Bestandteil der Agrivoltaik. Dies ist einer der größten Nachteile der Agrivoltaik.

2. Laufende Ausgaben können umfangreiche staatliche Eingriffe erforderlich machen

Die Instandhaltung der Strominfrastruktur wäre beispielsweise eine neue und kostspielige Belastung für Landwirte . Darüber hinaus hätte die Möglichkeit, dass landwirtschaftliche Maschinen Solaranlagen beschädigen, Auswirkungen auf die Versicherungspreise.

3. Der Verlust landwirtschaftlicher Flächen lässt sich nicht vollständig vermeiden

Da die Nutzung von Solarenergie mit landwirtschaftlichen Flächen konkurriert und die Energie- und Lebensmittelindustrie gegeneinander ausspielt, stellt der Flächenverlust das größte Hindernis dar. Studien haben jedoch gezeigt, dass Landwirtschaft die Effizienz von Solaranlagen verbessert . Unabhängig von der Anordnung geht bei einer Agri-Photovoltaik-Anlage immer etwas landwirtschaftliche Fläche verloren. Das Ausmaß des Flächenverlusts ist kulturspezifisch und hängt von der verwendeten Modultechnik ab. Dennoch scheint die Anzahl der Fälle, in denen Agri-Photovoltaik die landwirtschaftliche Produktion eines konventionellen landwirtschaftlichen Betriebs erreichen kann, begrenzt zu sein.

4. Komplexe Vorgänge erfordern höhere Arbeitskosten

Agrivoltaik erfordert technisches Fachwissen, das den meisten Landwirten fehlt. Reparaturen können sich für sie als schwierig erweisen, sodass sie Fachleute beauftragen müssen. Viele empfinden die Kosten für diese Fachkräfte daher als unerschwinglich . Selbst bei weniger hochtechnologischen Modellen mit doppelter Nutzung, wie der Kombination von Schafen und klassischen Solaranlagen, erschweren der Mangel an verfügbaren Hirten und hohe Mindestlöhne die Rentabilität auf dem freien Markt erheblich.

5. Unter sehr begrenzten Umständen übertrifft die Agrivoltaik herkömmliche Systeme

Die idealen Bedingungen für Agri-Photovoltaik scheinen begrenzt zu sein . Einige Pflanzen, wie Salat, Spinat und Tomaten, können im Schatten überleben. Wie eine Studie jedoch zeigt, ist unser Wissen über die Schattenresistenz der meisten Grundnahrungsmittel noch unzureichend. Die Datenlage für die Grundnahrungsmittel, zu denen wir Daten haben, ist nicht rosig. Mais und Weizen beispielsweise werden in den Vereinigten Staaten in großem Umfang angebaut, und Schatten schränkt ihr Wachstum stark ein. Eine große Bevölkerung kann nicht allein durch Salat und andere zuverlässige Agri-Photovoltaik-Pflanzen ernährt werden. Nachdem wir die Nachteile der Agri-Photovoltaik kennengelernt haben, wollen wir uns nun mit den Vorteilen dieser Technologie befassen.

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Welche Vorteile bietet die Agrivoltaik?

Nachdem Sie die Nachteile der Agrivoltaik kennengelernt haben, sind die Vorteile der Agrivoltaik:

1. Verbessert die Landproduktivität

Angenommen, Sie besitzen einen Weizenanbaubetrieb mit einer Bodenproduktivität von 100 %. Nun installieren Sie zusätzlich eine Solaranlage. Das Beste daran: Sie können dies tun, ohne den Ertrag zu mindern. Im Grunde steigern Sie die Gesamtproduktivität Ihres Betriebs, indem Sie Nahrungsmittel und Energie gewinnen.

2. Reduzierung des Wasserverbrauchs

Wasser ist für Pflanzen notwendig, um Nährstoffe zu produzieren. Laut dem Wirtschaftsforschungsdienst des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA ERS) werden jährlich 42 % des Frischwassers für die Bewässerung verbraucht . Pflanzen in einer Agri-Photovoltaik-Anlage werden (außerhalb der hellsten Stunden des Tages) von den PV-Modulen beschattet, wodurch die Transpiration verlangsamt wird.

3. Erhöhte Solar-PV-Stromleistung 

Temperaturverluste wirken sich negativ auf Solarmodule aus . Bei 25 Grad Celsius (77 Grad Fahrenheit) erzeugen sie die höchste Leistung. Mit steigender Temperatur sinkt die Leistung . Pflanzen, die unter den Modulen wachsen, tragen zu einer Senkung der Umgebungstemperatur um 3 bis 4 Grad Fahrenheit bei.

4. Gesundheitliche Verbesserungen für Landwirte

Landwirtschaft bei heißem, sonnigem Wetter kann gesundheitsschädlich sein. Hitzschlag und Hautkrebs sind zwei ernstzunehmende Risiken für diejenigen, die monatelang hart in der Hitze arbeiten. Glücklicherweise spenden Solarmodule ausreichend Schatten und bieten den Landwirten so die dringend benötigte Abkühlung von der sengenden Sonne.

5. Finanzieller Gewinn

Agrivoltaik bietet höhere Gewinnmargen als andere Solartechnologien. Zu den wirtschaftlichen Vorteilen zählen gute Ernten und die Energiegewinnung direkt am selben Standort. Solarenergie deckt den Bedarf von Haushalten und landwirtschaftlichen Betrieben gleichermaßen. Überschüssige Solarenergie kann durch die Einrichtung einer netzgekoppelten Solaranlage ins Stromnetz eingespeist werden. Im Folgenden erfahren Sie, wie Agrivoltaik funktioniert.

Wie funktioniert Agrivoltaik?

Nachdem Sie die Nachteile der Agrivoltaik kennengelernt haben, sind Sie sicher neugierig, wie sie funktioniert. Eine Agrivoltaik-Solaranlage besteht typischerweise aus bodenmontierten Solaranlagen, unter oder zwischen den Reihen der Solarmodule werden Pflanzen angebaut. Die Module können auf Halterungen montiert werden, die hoch genug sind, um landwirtschaftliche Geräte darunter durchzulassen.

1. Anforderung an direkte Sonneneinstrahlung

Für die Photosynthese benötigen fast alle Nutzpflanzen drei Elemente: direkte Sonneneinstrahlung, Wasser und Kohlendioxid. Manche Pflanzen benötigen jedoch mehr oder weniger dieser Elemente als andere. Pflanzen, die viel Sonnenlicht benötigen, können unter Photovoltaikmodulen nicht wachsen (z. B. Reis, Weizen). In diesem Fall ist es besser, Pflanzen zu wählen, die im Halbschatten gedeihen.

2. Reaktion der Pflanzen auf übermäßige Sonneneinstrahlung

Pflanzen absorbieren Sonnenlicht und wandeln es in Chlorophyll und Carotinoide um , die zur Nahrungsmittelproduktion beitragen. Die Ernte leidet jedoch, wenn die Sonneneinstrahlung ihren Sättigungspunkt überschreitet.

Landwirte lösten dieses Problem durch künstlichen Schatten, um ihre Ernten zu schützen und so deren Qualität zu optimieren. Solarmodule in der Agrivoltaik erfüllen einen ähnlichen Zweck: Sie werfen Schatten auf die Pflanzen und fördern so deren Wachstum. Erfahren Sie im Folgenden, was Agrivoltaik ist.

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Was ist Agrivoltaik? Welche Agrivoltaik-Pflanzen gibt es?

Der Anbau von Nutzpflanzen unter Solaranlagen wird als Agri-Photovoltaik bezeichnet. Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass viele Nutzpflanzen bei dieser Anbaumethode gut gedeihen. Durch die Verdopplung der Anbaufläche könnte die wachsende Weltbevölkerung ernährt und gleichzeitig erneuerbare Energie erzeugt werden.

Zu den erfolgreich angebauten Agrivoltaik-Pflanzen gehören Aloe Vera, Tomaten, Biogasmais, Weidegras und Salat. Manche Salatsorten bringen im Schatten mehr Ertrag als in der Sonne; andere Sorten bieten unter freiem Himmel und unter Photovoltaik-Modulen etwa den gleichen Ertrag. Landwirtschaftliche Photovoltaik-Projekte haben sich bisher als besonders vielversprechend erwiesen, wenn sie mit Blattgemüse wie Salat und Spinat sowie Wurzelgemüse wie Kartoffeln, Radieschen, Rüben und Karotten als Agrivoltaik-Pflanzen kombiniert werden.

Weidegräser und Gerste haben sich in Oregon außergewöhnlich gut entwickelt. Auch Erdbeeren, Blaubeeren, Himbeeren und Preiselbeeren könnten hohe Erträge liefern und es sicher auf die Liste der Agrivoltaik-Pflanzen schaffen.

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Was bedeutet der Begriff Agri-Photovoltaik-Anlagen?

Die Agrivoltaikanlage zeichnet sich aus durch gleichzeitige Produktion von Solarstrom und landwirtschaftlichen Erzeugnissen auf demselben Land. Solarmodule und Nutzpflanzen koexistieren, indem sie Licht teilen, sodass über einem Teil der Pflanzen platzierte Module Schatten spenden und eine Art Mikroklima über dem Anbaugebiet bilden. Dies führt zu mehr Frische, was einen geringeren Wasserbedarf für die Pflanzen, aber auch geringere Verdunstungsverluste bedeutet.

Entwickler von Agrivoltaik-Systemen haben kürzlich die Vorteile für Landwirte hervorgehoben, darunter den Schutz vor Gefahren und Klimastörungen. Selbst wenn kein Bewässerungsbedarf besteht (wie in einer sehr regenreichen Jahreszeit), erzeugen Solarmodule Energie. Dies eröffnet erhebliche Möglichkeiten, landwirtschaftliche Geräte, Mühlen, Wasseraufbereitungsanlagen und Kühlhäuser mit dieser Energie zu betreiben, was alles zur ländlichen Entwicklung und zu höheren Einnahmen beiträgt. In manchen Situationen kann Solarstrom auch als „einträgliche Ernte“ gelten, wenn Landwirte motiviert sind, übermäßigen Wasserverbrauch zu vermeiden, indem sie die überschüssige Energie an das Stromnetz verkaufen.

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Was ist die Agrivoltaik-Gewächshausbeziehung?

Gewächshaustechnologie ist eine Methode, Pflanzen durch den Anbau in einem Gewächshaus – einer Konstruktion mit Wänden und Dach, die hauptsächlich aus transparentem Material wie Glas besteht – geeignete Umweltbedingungen zu bieten. Sie kann jedoch auch in der Solartechnik eingesetzt werden, beispielsweise in Form von Agri-Photovoltaik-Gewächshäusern und deren Bedeutung für die Umwelt.

Der Vorteil von Agrivoltaik-Gewächshäusern liegt im Schutz vor extremen Temperaturen (Frost oder Hitzewelle): in Gewächshäusern mit oder ohne Temperaturregelung, mit oder ohne Bleiche; auf Freiflächen mit reduzierten Temperaturamplituden durch Beschattung bei hohen Temperaturen oder Treibhauseffekt bei Frost. Die Technologie schützt auch vor Hagel in geschlossenen Gewächshäusern mit Dach, auf Freiflächen mit Anordnungssystemen oder durch den Einsatz in die Struktur integrierter automatischer Sicherheitsnetze. Weitere Vorteile sind ein geringerer Wasserverbrauch durch reduzierte Verdunstung der Pflanzen durch Beschattung und eine gesteigerte landwirtschaftliche Produktion. Ein weiterer Vorteil ist die solarbetriebene Bewässerung.

Diese revolutionäre Agrivoltaik-Gewächshaustechnologie hat das Potenzial, die Nahrungsmittelproduktion zu steigern, den Wasserverbrauch zu minimieren und gleichzeitig Strom und zusätzliches Geld zu generieren. Solarmodule, die auf demselben Boden platziert werden, auf dem auch die Pflanzen angebaut werden, ermöglichen es den Landwirten, die Sonnenenergie doppelt zu nutzen.

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Was kostet Agrivoltaik im Durchschnitt? Ist Agrivoltaik rentabel?

Agrivoltaik erfreut sich weltweit zunehmender Beliebtheit. Sehen wir uns an, wie viel die Installation einer Agrivoltaikanlage kostet.

Die Kosten für Agrivoltaikanlagen, die in großer Höhe installiert werden (was erforderlich ist, damit landwirtschaftliche Maschinen unter den Solarmodulen eingesetzt werden können), sind deutlich höher als bei herkömmlichen Solaranlagen. Experten haben die Kosten für den kompletten Bau einer Agrivoltaikanlage, einschließlich der Fundamente, auf etwa 435 US-Dollar/kW berechnet.

Die Kosten für Montagelösungen werden voraussichtlich zwischen 140 und 240 US-Dollar pro kW (ca.) liegen , während hochtransparente Module bis zu 330 US-Dollar pro kW kosten können. Die Kosten für die Standortvorbereitung und die Komponenteninstallation belaufen sich auf ca. 270 bis 380 US-Dollar pro kW.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Agrivoltaik rentabel ist, dann ja, sie ist rentabel. Auf den ersten Blick mag es scheinen, als ob Agrivoltaik-Projektentwickler im Genehmigungsverfahren mit hohen Kosten konfrontiert sind, darunter Standortsuche, Boden- und Umweltgutachten, Bebauungspläne und verschiedene Rechtskosten. Sobald die Systeme jedoch ordnungsgemäß installiert sind, kann man mit Sicherheit sagen, dass sie langfristig rentabel sein kann. Erfahren Sie mehr über Agrivoltaik in Indien.

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Gibt es in Indien eine Verfügbarkeit von Agrivoltaik?

Da erneuerbare Energien und bodengestützte Photovoltaikanlagen Land benötigen, begann die Agrivoltaik in Indien. Da Land ein kostbares Gut ist, besteht ein gewisser Wettbewerb zwischen der erneuerbaren Energie- und der Infrastrukturindustrie. Die Landwirtschaft wird leiden, wenn die Kapazitäten für erneuerbare Energien auf Kosten der landwirtschaftlichen Produktion ausgebaut werden.

Einer neuen Analyse des Instituts für Energiewirtschaft und Finanzanalyse zufolge könnten Agri-Photovoltaikanlagen in Indien zu einem bedeutenden neuen Markt für erneuerbare Energien werden, vorausgesetzt, es wird der richtige politische Rahmen geschaffen.

Maßnahmen zum Schutz ländlicher Gemeinschaften und der landwirtschaftlichen Produktivität sollten ein zentraler Bestandteil der politischen und regulatorischen Reformen des Sektors sein. Agrivoltaik bezeichnet die Integration von Landwirtschaft und Solarenergie, um eine hohe landwirtschaftliche Produktivität zu gewährleisten. Da die Landwirtschaft in Indien rund 60 % der Landfläche ausmacht, ist die Agrivoltaik dort theoretisch besser positioniert als in den meisten anderen Ländern.

Agrivoltaik könnte Indien helfen, den Ausbau erneuerbarer Energien durch eine landesweite Verteilung zu beschleunigen. Studien haben gezeigt, dass bestimmte Nutzpflanzen mit leichter Beschattung zurechtkommen und bei extremer Hitze sogar von niedrigeren Temperaturen und verbesserter Bodenfeuchtigkeit profitieren können. Mit fast 20 laufenden Projekten, die verschiedene Modulkonfigurationen nutzen, hat Indien bereits begonnen, die optimalen Methoden, Nutzpflanzen und Anbaubedingungen zu ermitteln. Zahlreiche politische Herausforderungen müssen jedoch bewältigt werden, damit der Agrivoltaik-Sektor sein volles Potenzial ausschöpfen kann. Einige der größeren Agrivoltaik-Projekte könnten 2023 realisiert werden. Gro Solar Energy, ein Unternehmen aus Maharashtra, hat bereits ein 7-MW-Wechselstrom- Solarenergieprojekt in Degaon im Sindakhede Tahsil des Distrikts Dhule in Maharashtra in Betrieb genommen.

Damit haben Sie alle Informationen zur Funktionsweise der Agrivoltaik, ihren Vor- und Nachteilen, ihrer Bedeutung und mehr erhalten. Landwirtschaft ist die Grundlage jeder Zivilisation, denn ohne Nahrungsmittel und Nahrungsmittelproduzenten ist ein Überleben auf der Erde nahezu unmöglich. Im Laufe der Zeit entwickeln sich in der Landwirtschaft viele neue und bessere Trends und Technologien, und Sie sollten sich darüber informieren.

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