Doppelter Nutzen mit Agri-PV für Obst und Gemüse: Sonnenbrand an Äpfeln mit Agri-Photovoltaik verhindern und Strom erzeugen

🍎🌞 Auf dem Obsthof Vollmer in Oberkirch-Nußbach ist seit fast einem Jahr eine richtungsweisende Agri-Photovoltaik-Anlage in Betrieb. Diese auf einer Fläche von etwa 1,5 Hektar errichtete Anlage kombiniert den Anbau von Äpfeln, Zwetschgen, Birnen und Brombeeren mit der Erzeugung von Solarstrom, indem sie auf einer drei Meter hohen Stahlkonstruktion montiert ist. Diese innovative Technik schützt die Pflanzen vor Witterungseinflüssen und liefert gleichzeitig umweltfreundliche Energie, ohne landwirtschaftliche Nutzfläche zu beanspruchen.

📊🌿 Das Projekt ist Teil der „Modellregion Agri-PV“ in Baden-Württemberg und wird intensiv von wissenschaftlichen Einrichtungen untersucht, um Synergien zwischen Agrarwirtschaft und Energieproduktion zu optimieren. Erste Ergebnisse zeigen vielversprechende Vorteile für Erntequalität und Energieertrag, was auf die Zukunftspotentiale dieser Technologie hinweist.

Im Bundesland Baden-Württemberg, das im Herzen Europas liegt und für seine Innovationen in der Technologie bekannt ist, wurde ein herausragendes Forschungsprojekt ins Leben gerufen, welches die Zukunft der Landwirtschaft und Energieerzeugung signifikant mitgestalten könnte. Es trägt den Titel „Modellregion Agri-Photovoltaik für Baden-Württemberg“ und ist eine Initiative, bei der ein Konsortium aus 13 Partnern unter der Führung des renommierten Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, verschiedenartige Pilotanlagen für Agri-Photovoltaik (APV) errichtet und erforscht.

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• Modellregion Agri-Photovoltaik für Baden-Württemberg

🍏🚜🌞 Auf dem Obsthof Vollmer in Oberkirch-Nußbach ist seit fast einem Jahr eine innovative Agri-Photovoltaik-Anlage in Betrieb, die auf einer Fläche von etwa 1,5 Hektar errichtet wurde. Diese Anlage, die auf einer drei Meter hohen Stahlkonstruktion montiert ist, deckt den Anbau von Äpfeln, Zwetschgen, Birnen und Brombeeren ab und bietet den doppelten Vorteil, dass sie die Früchte vor Witterungseinflüssen schützt und gleichzeitig Strom produziert, ohne landwirtschaftliche Nutzfläche zu verlieren.

🔄🌞 Bewegliche Module für maximalen Ertrag

Ein herausragendes Merkmal dieser Anlage ist ihre Beweglichkeit und die sensorbasierte Steuerung. Die Hälfte der installierten PV-Module folgt dem Stand der Sonne, um den bestmöglichen Energieertrag zu erzielen. Die andere Hälfte ist so programmiert, dass sie den Lichtbedarf der Pflanzen berücksichtigt und somit optimales Wachstum fördert.

🔧👷‍♂️ Ingenieurskunst aus Kehl

Dieses ausgeklügelte System wurde von der Firma Intech Clean Energy entwickelt und gebaut. Das Unternehmen, das seinen Sitz in Kehl im Ortenaukreis hat, wurde vor über 20 Jahren von Hansjörg Vollmer gegründet und wird heute von seinem Sohn Christoph Vollmer geleitet.

⚡🌿 Synergien zwischen Landwirtschaft und Energie

Die Agri-PV-Anlage ist Teil des Forschungsprojekts „Modellregion Agri-PV“ des Landes Baden-Württemberg, das darauf abzielt, die Synergien zwischen Energieproduktion und Landwirtschaft zu untersuchen und zu optimieren. Zur offiziellen Einweihung der Anlage kam auch der baden-württembergische Staatssekretär für Umwelt, Andre Baumann, der die innovative Kombination aus Landwirtschaft und erneuerbarer Energie lobte.

📊🔬 Forschungsziele und erste Ergebnisse

Das zentrale Ziel des Projekts besteht darin, sowohl den Energie- als auch den Fruchtertrag der Anlage zu analysieren. Dabei übernimmt das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg die Auswertung des erzeugten Stroms, während das Landwirtschaftliche Technologiezentrum Augustenberg (LTZ) bei Karlsruhe die Entwicklung der Früchte unter den PV-Modulen untersucht.

🌡️🍏 Positive Beobachtungen nach dem ersten Jahr

Bereits nach dem ersten Jahr konnten erste positive Beobachtungen gemacht werden. In regelmäßigen Abständen besuchen die Forschenden des LTZ den Obsthof und haben festgestellt, dass die Temperaturschwankungen unter den Modulen geringer sind als auf den Referenzflächen ohne Module. Dies führte dazu, dass die Äpfel marktfähiger waren, wie Greta Ott vom LTZ erklärte. Obgleich hinsichtlich Krankheiten oder Schädlingsbefall noch keine signifikanten Unterschiede festgestellt werden konnten, sind weitere Jahre der Forschung nötig, um verlässliche Ergebnisse zu erhalten.

🌳🍑 Erfahrungen und Beobachtungen vor Ort

Auch Hansjörg Vollmer selbst konnte signifikante Unterschiede im Vergleich zu seinen Referenzflächen feststellen. Der Boden unter den PV-Modulen erwies sich im Sommer als lockerer und trocknete nicht so schnell aus. Zudem waren die Blätter der Pflanzen grüner und vitaler. Besonders bei den Zwetschgen war ein deutlicher Unterschied festzustellen. Diese unter den Modulen gewachsenen Früchte waren keinem Hitzestress ausgesetzt und dadurch widerstandsfähiger. Bei den Äpfeln stellte er fest, dass sie zwar eine Woche später geerntet werden konnten, jedoch nicht unter Sonnenbrand litten und auch keine Hagelschäden aufwiesen.

🌟⚖️ Win-Win-Situation für Landwirtschaft und Energie

Die Agri-PV-Anlage auf dem Obsthof Vollmer stellt somit eine Win-Win-Situation dar, indem sie sowohl zur Energieerzeugung beiträgt als auch den Fruchtertrag steigert. Die PV-Module schützen die Früchte vor starkem Regen, Hagel und intensiver Sonneneinstrahlung und sorgen darüber hinaus für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung, was die Qualität der Ernte verbessert.

🚜🌲 Potenzial für die Zukunft der Landwirtschaft

Diese Technologie zeigt ein großes Potenzial für die Zukunft der Landwirtschaft. Landwirte können durch den Einsatz von Agri-PV-Anlagen ihre Erträge nicht nur steigern, sondern auch ihre Abhängigkeit von konventionellen Energieträgern reduzieren. Darüber hinaus bietet diese duale Nutzung der Fläche ökologische Vorteile, indem sie die Landnutzung effizienter gestaltet und zur Reduktion von Treibhausgasen beiträgt.

📈🌐 Modellregion und globale Perspektiven

Der Erfolg des Projekts in Oberkirch-Nußbach könnte als Modell für andere Regionen dienen, insbesondere für solche, die unter extremen Wetterbedingungen leiden oder die große Flächen für den Obst- und Gemüseanbau nutzen. Die Skalierbarkeit und Anpassungsfähigkeit dieser Technologie könnten es ermöglichen, ähnliche Systeme weltweit zu implementieren, um sowohl die landwirtschaftliche Produktion als auch die nachhaltige Energieerzeugung zu fördern.

📚🌱 Bewusstseinsbildung und staatliche Förderung

Weiterhin könnten innovative Technologien wie Agri-PV dazu beitragen, das Bewusstsein für die Integration von erneuerbaren Energien in die traditionellen landwirtschaftlichen Praktiken zu schärfen. Staatliche Förderprogramme und Subventionen könnten den Einsatz solcher Systeme weiter fördern und so eine umweltfreundlichere und nachhaltigere Landwirtschaft unterstützen.

🔬🏫 Forschung und Bildung

Darüber hinaus bietet die Agri-PV-Technologie auch einen Forschungs- und Bildungsaspekt. Durch die Beteiligung von Wissenschafts- und Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer ISE und dem LTZ können weitere Erkenntnisse gewonnen werden, die zur Verbesserung und Optimierung dieser Systeme beitragen. Der Austausch von Wissen und die Zusammenarbeit zwischen Landwirten, Wissenschaftlern und Technikern sind dabei entscheidend, um das volle Potenzial dieser Technologie auszuschöpfen.

🌍🌿 Beitrag zu globalen Herausforderungen

Insgesamt zeigt die Agri-PV-Anlage auf dem Obsthof Vollmer eindrucksvoll, wie innovative Technologien zur Bewältigung globaler Herausforderungen in der Landwirtschaft und Energieerzeugung beitragen können. Sie stellt eine zukunftsweisende Lösung dar, die die Lebensqualität und wirtschaftliche Situation der Landwirte verbessert, während sie gleichzeitig einen bedeutenden Beitrag zum Umweltschutz leistet. Durch die weitere Forschung und Entwicklung solcher Systeme kann die Landwirtschaft der Zukunft nachhaltiger und resilienter gestaltet werden, um den Herausforderungen des Klimawandels und der wachsenden Weltbevölkerung erfolgreich zu begegnen.

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🌞 Schutz vor Sonnenbrand und zusätzliche Erträge durch Agri-PV-Module

Die Landwirtschaft steht vor einer Vielzahl von Herausforderungen. Extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen, Starkregen oder Hagel gefährden regelmäßig die Ernten und setzen den Pflanzen erheblich zu. Besonders im Obstbau sind Schäden durch Sonnenbrand weit verbreitet, da die Früchte durch direkte Sonneneinstrahlung geschädigt werden. Hier kann die Agri-Photovoltaik (Agri-PV) eine innovative Lösung bieten, die nicht nur die Pflanzen schützt, sondern gleichzeitig auch regenerative Energie liefert.

Hansjörg Vollmer, ein Nebenerwerbslandwirt aus Oberkirch-Nußbach, hat bereits erste positive Erfahrungen mit Agri-PV gesammelt. Auf seinem Obsthof setzt er Solarmodule ein, die oberhalb der Pflanzen installiert sind. Diese Module bieten einen doppelten Nutzen: Sie erzeugen nicht nur Strom, sondern schützen die Pflanzen auch vor übermäßiger Sonneneinstrahlung. „Wir hatten einen sehr gleichmäßigen Ertrag und keinen einzigen Sonnenbrand-Apfel“, berichtet Vollmer stolz und ergänzt, dass auf der Vergleichsfläche ohne Module Sonnenbrand an den Äpfeln auftrat.

🌱 Verbesserter Bodenzustand und gesündere Pflanzen

Die positiven Effekte der Agri-PV-Module gehen jedoch über den Sonnenbrandschutz hinaus. Vollmer konnte auf seinen Feldern feststellen, dass der Boden im Sommer lockerer blieb und nicht so schnell austrocknete. Diese Beobachtungen lassen sich auf den Schattenwurf der Solarmodule zurückführen, der die direkte Sonneneinstrahlung auf den Boden reduziert und so die Verdunstung senkt. Auch die Pflanzen selbst zeigten eine bessere Gesundheit. Vollmer berichtete, dass die Blätter grüner und vitaler aussahen als auf der ungeschützten Fläche.

Besonders bei empfindlichen Früchten wie Zwetschgen konnte ein signifikanter Unterschied festgestellt werden. Die überdachten Zwetschgen waren nicht dem Hitzestress ausgesetzt und zeigten daher eine bessere Erholung und Entwicklung. Auch die Äpfel profitierten von der Überdachung, obwohl sie eine Woche später geerntet werden konnten. „Sie litten nicht unter Sonnenbrand und auch Hagelschäden blieben aus“, so der Landwirt.

🍎 Ursachen für Sonnenbrand an Äpfeln

Sonnenbrand bei Äpfeln tritt hauptsächlich aufgrund extremer Hitze und intensiver Sonneneinstrahlung auf. Die energiereiche UV-B-Strahlung spielt hierbei eine bedeutende Rolle. Wenn die Temperatur auf der Fruchtoberfläche über 52 Grad Celsius steigt, entsteht Sonnenbrand-Nekrose. Diese Schäden werden durch die Hitze verursacht und sind unabhängig von der Intensität der Sonneneinstrahlung. Hohe Temperaturen führen zur Gerinnung von Eiweißen in der Frucht, wodurch die Zellen zerstört werden. Dies führt zur Verbräunung und zum Zusammenfall der Zellschichten – es entsteht eine Nekrose, die sich verkorken oder durch Pilzsporenbefall zu faulen beginnen kann.

Auch Sonnenbrand-Verbräunungen sind häufig im Apfelanbau zu beobachten. Diese entstehen bei einer Oberflächentemperatur von über 46 Grad Celsius in Kombination mit erhöhter Sonneneinstrahlung. Der geschädigte Bereich kann sich auf der Fruchtoberfläche ausweiten und sogar das Fruchtfleisch während der Lagerung beeinträchtigen.

Eine weitere Form der Schädigung ist die Photooxidation, die durch intensive Strahlung ausgelöst wird. Diese kann sogar bei niedrigen Temperaturen auftreten, wenn es zu plötzlichen und extremen Schwankungen in der Licht- und Temperaturintensität kommt. Dadurch entstehen Schäden, die weniger temperatur-, sondern lichtabhängig sind.

🛡️ Agri-PV als Schutzmechanismus

Agri-Photovoltaik-Anlagen bieten eine Lösung für diese vielfältigen Probleme. Durch die Überdachung mit teiltransparenten Solarmodulen können mehrere Vorteile gleichzeitig realisiert werden. Neben der Erzeugung von Solarstrom schützen die Module die Pflanzen vor zu intensiver Sonneneinstrahlung und Hitzestress. Gleichzeitig bieten sie Schutz vor Starkregen und Hagelschäden, was besonders in Zeiten zunehmender Wetterextreme von großer Bedeutung ist.

Diese Schutzwirkung der Agri-PV-Module erklärt auch die bessere Bodenstruktur und die gesunderen Pflanzen, die von Hansjörg Vollmer beobachtet wurden. Der geringere Hitzestress und die reduzierte Verdunstung tragen dazu bei, dass die Pflanzen weniger anfällig für Schäden und Krankheiten sind. Der Boden bleibt länger feucht und locker, was das Wurzelwachstum und die Nährstoffaufnahme verbessert.

💰 Wirtschaftliche Vorteile durch Agri-PV

Neben den agronomischen Vorteilen bieten Agri-PV-Anlagen auch wirtschaftliche Anreize. Die erzeugte Solarenergie kann entweder direkt auf dem Betrieb genutzt oder in das öffentliche Netz eingespeist werden. Dadurch ergeben sich zusätzliche Einnahmequellen für die Landwirte, die zur wirtschaftlichen Stabilität und Sicherung des Betriebs beitragen können. Diese Doppelnutzung der Fläche – landwirtschaftliche Produktion und Energieerzeugung – macht Agri-PV zu einer besonders effizienten und nachhaltigen Lösung.

🔮 Zukunftsperspektiven und Weiterentwicklungen

Die Anwendung von Agri-Photovoltaik steckt zwar noch in den Kinderschuhen, doch die bisherigen Ergebnisse sind vielversprechend. Zukünftige Entwicklungen könnten sich auf die Optimierung der Module und deren Integration in verschiedene Anbausysteme konzentrieren. So könnten beispielsweise teiltransparente Module weiterentwickelt werden, um den Lichtdurchlass noch besser zu steuern und optimal auf die Bedürfnisse der jeweiligen Pflanzen abzustimmen.

Auch die Kombination mit anderen nachhaltigen Anbautechniken, wie der Tröpfchenbewässerung oder der Verwendung von Bodenbedeckungen, könnte die Effizienz und Vorteile von Agri-PV weiter steigern. Durch fortlaufende Forschung und Pilotprojekte können die Erkenntnisse aus der Praxis systematisch erweitert und verbessert werden.

⚙️ Herausforderungen und Lösungsansätze

Trotz der zahlreichen Vorteile gibt es auch Herausforderungen, die bei der Implementierung von Agri-PV-Anlagen berücksichtigt werden müssen. Die Investitionskosten sind häufig hoch und die Planung und Installation erfordern spezialisiertes Know-how. Zudem müssen Standorte sorgfältig gewählt und angepasst werden, um die Balance zwischen landwirtschaftlicher Nutzung und Energieerzeugung zu gewährleisten.

Förderprogramme und finanzielle Anreize könnten hier Abhilfe schaffen, indem sie die Anfangsinvestitionen reduzieren und den Zugang zu diesen Technologien erleichtern. Auch der Wissenstransfer und die Ausbildung der Landwirte spielen eine entscheidende Rolle, um die Akzeptanz und Anwendung von Agri-PV zu erhöhen.

🔍 Die Kombination von Sonnenstromerzeugung und Pflanzenschutz

Agri-Photovoltaik bietet eine vielversprechende Lösung für die Herausforderungen im modernen Obstbau. Die Kombination von Sonnenstromerzeugung und Pflanzenschutz führt zu zahlreichen Vorteilen, die sowohl ökologisch als auch ökonomisch relevant sind. Durch den Einsatz von Agri-PV können Landwirte wie Hansjörg Vollmer ihre Erträge sichern, die Gesundheit der Pflanzen verbessern und gleichzeitig zur nachhaltigen Energiegewinnung beitragen.

Die positive Resonanz und die beobachteten Effekte unterstreichen das Potenzial dieser Technologie. Agri-PV könnte somit in Zukunft eine Schlüsselrolle in der nachhaltigen Landwirtschaft spielen und helfen, die Herausforderungen des Klimawandels und der globalen Ernährungsversorgung zu meistern. Die Synergieeffekte aus Landwirtschaft und Solarenergie eröffnen neue Perspektiven für eine effiziente und umweltschonende Nutzung der natürlichen Ressourcen.

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