Für den Ausbau der Stromproduktion mit Sonnenlicht braucht Deutschland neue Flächen für Photovoltaik-Module. Vielfach diskutiert: die Solarzellen könnten über Feldern installiert werden. Landwirtschaftliche Flächen würden auf diese Weise Nahrungsmittel und Strom produzieren. Allerdings verschattet die sogenannte Agri-Photovoltaik die Pflanzen, die dadurch etwas weniger wachsen. Ist zugleich eigentlich genügend Wasser für die Pflanzen vorhanden, verlieren Landwirte tatsächlich Erträge bei der Ernte. Ist es jedoch sehr trocken, weil eine Region unter einer Dürre leidet, dann bringt der Schatten einen Vorteil für das Pflanzenwachstum. Das ist eines der Ergebnisse einer neuen Überblicksstudie von Forschenden der agrarwissenschaftlichen Universität Hohenheim bei Stuttgart.

Andreas Schweiger und sein Team haben Daten anderer Studien ausgewertet, um herauszufinden, welche Effekte die Installation von Agri-Photovoltaik auf die Pflanzen unter verschiedenen klimatischen Bedingungen hat. "Bei Wasserknappheit profitieren die Pflanzen von der geringeren Verdunstung und damit einem geringeren Wasserverlust: Der Ertrag ist höher als auf den unbeschatteten Flächen", sagt Schweigers Mitarbeiterin Lisa Pataczek.

Agri-Photovoltaik könne dadurch die Auswirkungen der globalen Erwärmungen in bereits trockenen Regionen abschwächen. Und sie werde eine große Bedeutung erlangen in Regionen wie dem Mittelmeerraum, die in Zukunft mit einem weiter schrumpfenden Wasserangebot zu kämpfen haben, sagt Andreas Schweiger. "Allerdings fällt dieses Potenzial je nach den klimatischen Bedingungen sehr unterschiedlich aus und hängt stark von den Pflanzen ab, die in solchen dualen Landnutzungssystemen angebaut werden. So tolerieren die meisten der bislang untersuchten Kulturen eine Beschattung von bis zu 15 Prozent ohne nennenswerte Ertragseinbußen."

Während Beeren, Obst und Fruchtgemüse von mehr Schatten oft profitieren, verlieren Landwirte Erträge bei Mais, Ackerbohnen, Soja und Lupinen, wenn sie über den Anbauflächen PV-Module betreiben, die Schatten werfen. Futterpflanzen, Blattgemüse, Knollen- und Hackfrüchte dagegen litten nur minimal unter dem geringeren Lichteinfall.

Die Forschenden weisen jedoch darauf hin, dass es für viele Einsatzgebiete noch an genauen Daten fehle. Denn es gebe nicht nur Wechselwirkungen mit der Wasserversorgung, so Lisa Pataczek. "Viele Pflanzen beginnen im Schatten, das Wachstum des oberirdischen, photosynthetisch aktiven Blattmaterials zu erhöhen. Interessant ist dies zum Beispiel bei Salat, da dieser Teil der Pflanzen von wirtschaftlichem Interesse ist."

Weitere Studien könnten auch Daten liefern für eine intelligente Steuerung der Agri-Photovoltaik-Systeme. Denkbar sei beispielsweise, die Pflanzen mit Sensoren automatisiert auf Stresssignale zu untersuchen und gegebenenfalls die Ausrichtung der PV-Module anzupassen, um die Beschattung zu verringern oder zu verstärken.

(ens)