Agro-Photovoltaik in Österreich

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Mit Maschinen befahrbare Agro-PV-Anlage (APV-Pilotanlage Heggelbach, Oberndorf (Herdwangen-Schönach) in Baden-Württemberg, DE) mit 720 Modulen auf einem Hochgerüst mit rund 3000m² Fläche (August 2017)
Bifaziale PV-Pilotanlage (30 kWp) in Losheim am See im Saarland (DE) auf einer Weidefläche (Mai 2015)
Kleine Freiflächenanlage in Dornbirn (15 kWp), Montfortstraße, Vorarlberg, die u.a. als Schutz bei der Aufzucht von Tomatenpflanzen genutzt wird (Oktober 2015)

Agro-Photovoltaik (kurz: Agro-PV oder Agrivoltaics) bezeichnet die speziell angepasste Anwendung von Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) in der Landwirtschaft. Während es in anderen Ländern inzwischen sehr viel Erfahrung in der Entwicklung und Planung von PV-Freiflächenanlagen gibt, hat in Österreich die restriktive Sichtweise der Behörden und die fehlende Tradition dazu geführt, dass sehr wenig Erfahrung und Know-How in Österreich aufgebaut werden konnte und es hier zusätzlich auch kaum geeignete Maschinen zur Installation gibt.

Agro-Photovoltaikanlagen sind technisch mehr als nur Photovoltaik-Freiflächenanlagen, da diese speziell für den Einsatz auf landwirtschaftlich genutzten Flächen konzipiert werden. Dieses insbesondere bezogen auf den möglichst den Agrarboden schonenden Bau der Anlagen als auch deren bezüglich Umwelteinflüssen besonders robusten Betrieb sowie auch die erfolgende vorwiegend lokale Energieverwendung.

Name

Der Name für Agro-Photovoltaik leitet sich im ersten Wort: Agro vom griechischen Wort: ἀγρός (agrós) für Acker bzw. Feld ab. Das lateinische: ager bedeutet ebenfalls Acker bzw. Feld (agrarius - zum Ackerbau gehörend).

Der zweite Begriff Photovoltaik leitet sich aus dem griechischen Wort für Licht (φῶς, phos, im Genitiv: φωτός, photos) sowie aus der Einheit für die elektrische Spannung, dem Volt (nach Alessandro Volta) ab.

Der Begriff verdeutlicht auch die Synergien zwischen dem Agrarsektor und der Photovoltaiknutzung.

Bisherige Installationsmöglichkeiten von PV-Anlagen

Photovoltaikanlagen werden bislang in Österreich überwiegend auf und an öffentlichen, privaten und gewerblich genutzten Gebäuden installiert, seltener an Verkehrsrandflächen, Deponieflächen oder (ehemaligen) militärisch genutzten Flächen.

Brachliegende landwirtschaftliche oder sonstige Flächen werden in Österreich kaum genutzt und auch selten genehmigt.

In Österreich war 2019 eine Photovoltaikgesamtleistung von mehr als 1,6 Gigawattpeak (GWp) installiert. Dies trug zu etwa 3% des gesamten elektrischen Energiebedarfs bei.[1]

Photovoltaikanlagen in der Landwirtschaft

Moderne Überlegungen zur Doppelnutzung bzw. Mehrfachnutzung von landwirtschaftlichen Flächen werden auch im Hinblick auf den Klimaschutz getätigt. Neben dem finanziellen Effekt der weiteren Einnahmequelle für den Landwirt, Steigerung der regionalen Wertschöpfung sowie positiver Einfluss auf die ländliche Entwicklung, werden auch folgende Effekte als positiv angesehen:[2]

  • die PV-Anlage kann auf bestehenden Freiflächen bzw. landwirtschaftlich genutzten Flächen und Gebäuden installiert werden,
  • die Verschattung der Anlage kann die Wärmeeinstrahlung auf den Boden positiv regulieren und schützt darunter befindliche Tiere / Pflanzen,
  • die PV-Anlage kann die UV Belastung maßgeblich reduzieren und
  • die Austrocknung des Bodens sowie den Wasserverbrauch von Kulturpflanzen, Verdunstung bei überbauten Wassergräben bzw. landwirtschaftlichen Kanälen reduzieren
  • PV-Anlagen können bis zu einem gewissen Maß Pflanzen vor Hagelschlag bewahren,
  • mobile PV-Anlagen können die Regeneration von Brachflächen (z.B. bei Mehrfelderwirtschaft) unterstützen.
  • Verwendung als Windschutzgürtel und Schutz vor Erosion,
  • PV-Anlagen können zur Änderung des Energieverbrauchs im landwirtschaftlichen Betrieb führen. Energie wird dann, wenn durch die Sonneneinstrahlung der optimale Betrieb und Verbrauch im Betrieb möglich ist, genutzt. Dadurch kommt es zur Stärkung der dezentralen Energieumwandlung und –verbrauchs. Dadurch wiederum unter Umständen Verringerung eines ansonsten erforderlichen Netzausbaus in abgelegenen Gebieten.[3]

Beispiel: Bifaziale Module als Windschutz

Bei bifazialen Modulen wird auf beiden Seiten des Moduls elektrische Energie umgewandelt und es besteht somit ein Doppelnutzen der Photovoltaik-Zelle. Optimal für eine hohe Energieausbeute als auch den Windschutz ist dabei eine Ausrichtung der beiden Flächen nach Osten und Westen (siehe Modell-Versuchsanlage von Wien Energie in Guntramsdorf, die seit Ende 2019 in Betrieb ist).[4]

Die vertikale Montage bifazialer Module kann für die Agro-Photovoltaik wesentliche agrartechnische und wirtschaftliche Vorteile bringen, vor allem:

  • als Windfang-Zaun,
  • Erosionsschutz,
  • Verminderung des Wasserbedarfs am Ackerrand,
  • wirtschaftliche Nutzung bislang ungenützter Zaunflächen etc.

Diese Montageart behindert oder beeinträchtigt in der Regel auch nicht die Nutzung des landwirtschaftlichen Grundstücks durch schwere landwirtschaftliche Maschinen.

Flächeninanspruchnahme

Für die schrägen (bis 35°) bis waagrechten Installation einer handelsüblichen Photovoltaikanlage werden pro kWp rund 6 m² Modulfläche benötigt. Dies entspricht bei einer 1 MWp-Anlage rund 0,6 ha Modulfläche oder 2 ha bei einer Freiflächenanlage.

Bifazialen Module nehmen senkrecht montiert nur wenig landwirtschaftliche Fläche in Anspruch.

Mögliche Problematiken

Den Vorteilen der Agro-Photovoltaik stehen auch Nachteile bzw. noch nicht vollständig gelöste technische Probleme gegenüber:

  • je nach Montageort besteht eine erhöhte Verschmutzungswahrscheinlichkeit, wodurch ein größerer Reinigungsbedarf entsteht,
  • Spezielle Bedingung des landwirtschaftlichen Betriebs und der vorhandenen Flora und Fauna sind zu berücksichtigen (z. B.: Kabelverbiss durch Nutztiere, Anlagen müssen uU mit einem Wildzaun eingezäunt und verbisssicher errichtet werden),
  • die Tragfähigkeit und Gründungsmöglichkeiten des Bodens können der Errichtung einer Anlage entgegenstehen oder hohe Kosten verursachen (uU Rammtest und/oder ein Bodengutachten erforderlich),
  • Schneelasten in manchen Regionen können eine verstärkte Ausführung der Unterkonstruktion erforderlich machen,
  • Starke Neigungen der Grundstücke können eine Anlagenrealisierung verunmöglichen,
  • durch Berge, Hügel, Findlinge etc. kann es zu einer relevanten Verschattungen kommen bzw. kann die Anlage optisch nicht optimal ausgeführt werden,
  • Teils schwierige Erreichbarkeit der Grundstücke mit LKW,
  • Hochwassergefährdung,
  • die Zuverlässigkeit von PV Anlagen und Komponenten bei erhöhten Belastungen muss sichergestellt werden (z. B.: Schadstoffverträglichkeit auf Ställen - Ammoniak-Korrosion),
  • bei einem massiven Hagelschlag können Glassplitter von waagrecht oder schräg installierten Modulen in den Boden gelangen,
  • die Sicherheit elektrischer Anlagen ist in jedem Betriebsfall zu gewährleisten, wie auch der
  • Blitzschutz,
  • eine unterirdische Kabelverlegung ist uU nicht immer möglich aus bodentechnischen Gründen oder wegen Naturschutzauflagen etc.,
  • durch schwere Maschinen kann ein erhöhter Anfahrschutz bei freistehenden Überkopfanlagen (Gefahr des Einsturzes der Anlage) erforderlich sein,
  • im Bereich von Siedlungen, Naturschutzgebieten etc. kann es zu einem langfristigen Diskussionsprozess und Meinungsbildungsprozess kommen,
  • Freiflächenanlagen sind teilweise nicht förderfähig (Investitionsförderungen bzw. Tarifförderungen).
  • hohe Netzanschlusskosten in abgelegenen Gebieten können den wirtschaftlichen Betrieb verhindern (diese Kosten können auch mehr als 20% der gesamten Investitionskosten einer PV-Anlage betragen).

Weblinks

 Agro-Photovoltaik in Österreich – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien auf Wikimedia Commons

Einzelnachweise

  1. Informationsbroschuere-Photovoltaik Nutzung in der Landwirtschaft, Webseite: pvaustria.at vom Mai 2020, S. 5.
  2. Siehe auch: Informationsbroschuere-Photovoltaik Nutzung in der Landwirtschaft, Webseite: pvaustria.at vom Mai 2020, S. 7, 17.
  3. Der Eigenverbrauch ist oft von Vorteil, da teilweise große Mengen Energie zum richtige Zeitpunkt gebraucht werden und auch der Energieverbrauch selbst gut so gesteuert werden kann, dass zu Zeiten hoher Sonneneinstrahlung entsprechend die Arbeiten und Tätigkeiten gelegt werden, die viel Energie im landwirtschaftlichen Betrieb benötigen.
  4. Stromernte am Erdäpfel-Acker auf Wien Energie vom 3. November 2019 abgerufen am 22. Mai 2020