Wie lässt sich landwirtschaftliche Nutzung mit der Erzeugung von Solarstrom verbinden – und welches Photovoltaik-System ist dafür unter konkreten Standortbedingungen am sinnvollsten? Mit dieser Frage beschäftigt sich ein Forschungsprojekt des Instituts für Wasserstoff- und Energietechnik (IWE) der Hochschule Hof. Seit 2024 untersucht das Forschungsteam verschiedene Konzepte für die Agri-Photovoltaik.

Bis zum geplanten Projektabschluss im Juni 2027 vergleichen die Forscher:innen drei unterschiedliche Agri-PV-Anlagenkonzepte für den Standort in Konradsreuth bei Hof: eine klassische, nach Süden ausgerichtete Photovoltaik-Freiflächenanlage, ein vertikales bifaziales Ost-West-System sowie ein vertikal nachgeführtes System. Bifaziale Solarmodule können Sonnenlicht von beiden Seiten aufnehmen. Bei einem nachgeführten System verändert sich dagegen die Ausrichtung der PV-Module entsprechend dem Sonnenstand. „Unsere Untersuchungen zeigen sehr deutlich, dass der höchste Energieertrag nicht automatisch die beste wirtschaftliche Lösung bedeutet. Entscheidend ist vielmehr, wann der Strom erzeugt wird und welchen Wert er zu diesem Zeitpunkt am Markt hat“, sagt Projektmitarbeiter Oliver Stark vom IWE.

Strompreis verändert die Bewertung der Agri-PV-Konzepte

Eine Besonderheit des Forschungsprojekts liegt darin, dass nicht nur die erzeugte Strommenge betrachtet wird. In die Simulationen fließen auch reale Strommarktpreise sowie standortspezifische Wetterdaten ein. Zusätzlich untersucht das Forschungsteam verschiedene Batteriespeicherkonzepte, darunter sogenannte grüne und graue Speicher. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Unterschied zwischen den Systemen: Das vertikal nachgeführte Konzept erreichte zwar den höchsten spezifischen Energieertrag. Wirtschaftlich am attraktivsten erwies sich dagegen das vertikale Ost-West-System. Der Grund liegt unter anderem in seinem charakteristischen Erzeugungsprofil: Statt eines besonders ausgeprägten Strommaximums zur Mittagszeit produziert die Anlage stärker in den Morgen- und Nachmittagsstunden. Diese Zeitfenster können am Strommarkt wirtschaftlich attraktiver sein.

Forschung ist Grundlage für eine neue Agri-PV-Anlage

Das Projekt hat dabei einen direkten Praxisbezug. Die Simulationen dienen als Planungsgrundlage für eine am untersuchten Standort entstehende Agri-PV-Anlage mit einer Leistung von 1 Megawatt. Projektpartner dabei ist die ist die in Konradsreuth ansässige Wiesensonne Agri PV GmbH.

Das so nun ausgewählte vertikale System ermöglicht weiterhin die landwirtschaftliche Nutzung der Fläche und eignet sich insbesondere für die Weidehaltung. Zugleich befinden sich keine beweglichen Bauteile im unmittelbaren Weidebereich, was die Bewirtschaftung erleichtert. Die Wissenschaftler:innen entwickelten für das Projekt zudem eine eigene Simulationsmethodik zur Bewertung vertikaler Agri-PV-Systeme. Dadurch konnten die unterschiedlichen Anlagenkonzepte unter identischen Standortbedingungen miteinander verglichen werden. Neben technischen Kennzahlen haben sie dabei insbesondere untersucht, welchen Einfluss unterschiedliche Stromerzeugungsprofile auf den wirtschaftlichen Erfolg einer Anlage haben. „Für die Planung zukünftiger Anlagen kann eine solche standortspezifische Simulation daher helfen, technische und wirtschaftliche Entscheidungen frühzeitig auf eine belastbare Grundlage zu stellen“, sagt Wiesensonne-Agri-PV-Geschäftsführer Alfred Caspar.

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Quelle: Hochschule Hof | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH