Solar Panels Plus Farming? Agrivoltaics Explained - YouTube

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Wir haben eine Weltbevölkerung, die innerhalb von 15 Jahren voraussichtlich um 1,2 Milliarden Menschen wachsen wird,

verbunden mit einer wachsenden Nachfrage nach Fleisch, Eiern und Milchprodukten, die über 70 % Frischwasser für den

Ackerbau, dazu der Strombedarf, der noch schneller wächst als das Bevölkerungswachstum … was sollen

wir dagegen tun? Nun, wir können zwei meiner Lieblingsdinge kombinieren: Technologie und

Essen. Von beidem wurde mir vorgeworfen, zu viel davon zu haben. Aber könnte die Kombination von Sonnenkollektoren

und Landwirtschaft eine praktikable Lösung für all diese Probleme sein? Schauen wir uns die Elektrifizierung unserer Pflanzen

genauer an … nicht buchstäblich die Elektrifizierung der Pflanzen … egal … werfen wir einen genaueren Blick auf die

Erweiterung unserer landwirtschaftlichen Flächen mit Solarenergie sowie auf einige der Nebenvorteile … und Herausforderungen …, die sie mit sich bringt.

Ich bin Matt Ferrell … willkommen bei Undecided.

Das Problem mit Sonnenkollektoren ist, dass sie viel Platz benötigen, um große Mengen

Strom zu erzeugen . Agrivoltaics oder kurz APV kombiniert Landwirtschaft mit Stromerzeugung

durch Landwirtschaft unter einem Dach von Sonnenkollektoren … und es gibt einige wirklich interessante aktuelle Beispiele

, die dafür sprechen, aber bevor Sie darauf eingehen, ist es eine gute Idee,

die Herausforderungen rund um die Solarenergie zu verstehen Parks im Allgemeinen und einige der entwickelten Lösungen.

Solarparks in ländlichen Gebieten gibt es seit fast zwei Jahrzehnten. Das Hauptproblem

bei dieser Art von Solaranlage besteht darin, dass der Boden unter den Paneelen nicht genutzt werden kann,

hauptsächlich aufgrund der geringen Abstände zwischen den Paneelreihen, die

für moderne landwirtschaftliche Geräte nicht groß genug sind .

Es ist möglich, einen typischen Solarpark in eine doppelte Landnutzung umzuwandeln, wenn

er als Lebensraum für die Beweidung von Kleinvieh wie Hühnern,

Gänsen und Schafen sowie für die Imkerei ausgewiesen wird.

Diese Tiere sind für Solarfarmen von Vorteil, da sie die Kosten für die

Aufrechterhaltung des Vegetationswachstums reduzieren und kein Risiko für die

Module selbst darstellen. Dasselbe kann nicht von etwas Größerem wie Schweinen, Ziegen, Pferden oder Rindern

gesagt werden … es ist eine bekannte Tatsache, dass Rinder Sonnenkollektoren hassen.

Wenn mehr Platz zwischen den Sonnenkollektorreihen vorhanden ist, können dort Pflanzen angebaut werden.

Der Platz unter den Paneelen ist jedoch immer noch nicht nutzbar und muss gepflegt werden.

Dies wird als abwechselnde Landnutzung statt als doppelte Landnutzung betrachtet, da es

Bereiche des Landes gibt, die das eine oder das andere sind ... nicht gleichzeitig Solar- und Getreideanbau

. Das Land zwischen den Reihen wird während einiger Stunden des Tages beschattet, was bedeutet ,

dass Sie die Eigenschaften des Landes und die Arten von Pflanzen, die angebaut werden können, ändern.

Was wäre, wenn wir mit unseren Sonnenkollektoren in die Vertikale gehen würden? Hier beginnen wir

, einige interessante Alternativen zu Standard-Freiflächen-Solarpark-Installationen zu finden.

Die Verwendung von vertikal montierten bifazialen Modulen ermöglicht mehr Ackerland. Und wenn Sie nicht wissen, was

bifaziale Solarmodule sind, können sie Sonnenenergie von beiden Seiten des Moduls sammeln.

Diese Art der Installation würde besonders gut in Gebieten funktionieren, die von Winderosion betroffen sind,

da die Strukturen die Windgeschwindigkeiten reduzieren, was dazu beitragen kann, das Land und die dort angebauten Pflanzen zu schützen.

Die bifazialen Paneele können auch mehr Strom pro Quadratmeter erzeugen als herkömmliche

einseitige Paneele und benötigen keine beweglichen Teile.

Dann gibt es auch die Möglichkeit, Paneele auf Stelzen zu montieren,

wodurch Landmaschinen unterfahren werden können.

Bei dieser Konstruktion muss ein gewisser Abstand zwischen den Reihen eingehalten werden, um die Stelzen

vor den Maschinen zu schützen , daher gibt es einen bescheidenen Verlust der Ackerfläche … normalerweise 3-10%.

Viele Variationen dieses Themas werden derzeit aktiv erforscht. Anstelle einer festen Paneelmontage können

Paneele mit Aktuatoren montiert werden, wodurch die Paneele in eine oder zwei Richtungen geneigt werden können,

was sowohl eine Optimierung der Solarenergie als auch des Pflanzenwachstums ermöglicht.

Dies kann bei einigen Pflanzen in der Anfangsphase des Wachstums besonders wichtig sein.

Aber was ist mit dem Anbau von Feldfrüchten … UNTER … den erhöhten Platten?

Man könnte meinen, dass Sonnenkollektoren, die Pflanzen Schatten werfen, eine schlechte Sache wären, aber die Art und Weise, wie die

Photosynthese funktioniert, macht die Sache interessant. Pflanzen bauen ihre Masse aus CO2 mit Hilfe

des Sonnenlichts auf. Sie wachsen buchstäblich aus der Luft … ABER … nicht alles verfügbare Sonnenlicht kann

in Biomasse umgewandelt werden. Ab einer bestimmten Schwelle, dem sogenannten Lichtsättigungspunkt, können Pflanzen

keine Energie mehr aufnehmen, daher müssen sie diese überschüssige Energie durch Verdunstung von Wasser loswerden.

Wenn wir dies zu stark vereinfachen, können wir die Pflanzen in zwei Gruppen einteilen: „Ich habe mein

Licht übergroße“ Pflanzen und „kann ich mein Licht aus dem Kindermenü bestellen“-Pflanzen. Diese Gruppe,

die sogenannten Schattenpflanzen, sind in Kombination mit Sonnenkollektoren besonders nützlich,

da die Sonnenkollektoren offensichtlich einen Teil des verfügbaren Sonnenlichts blockieren.

Jetzt werden Sonnenpflanzen manchmal als schattenintolerante Pflanzen bezeichnet,

was sie wie Idioten klingen lässt. Dies ist eine leichte Fehlbezeichnung, da diese Pflanzen

nur mehr Sonnenlicht benötigen als Schattenpflanzen, aber auch unter zu viel Sonnenlicht leiden können.

Wenn eine Pflanze ihre Schwelle erreicht, kann sie wie ich unter „Sonnenbrand“ und Hitzestress leiden

, was zu einer erhöhten Wasserverdunstung führt … genau wie ich.

Laut einem Bericht des deutschen Fraunhofer-Instituts für Solarenergie können fast alle Nutzpflanzen

unter Sonnenkollektoren angebaut werden, jedoch kann es bei sonnenhungrigen Pflanzen

in den weniger sonnigen Jahreszeiten zu Ertragseinbußen kommen . In dem RESOLA-Projekt, das zwischen 2016 und 2018 im deutschen

Bodenseegebiet oder dem Bodensee, wie es die Deutschen nennen, durchgeführt wurde, zeigten sie, dass in einem relativ „nassen

und kalten“ Jahr 2016 die APV-Erträge um 25 % niedriger waren als die nicht -Solar-Referenzfeld,

aber in den „trockenen und heißen“ Jahren 2017 und 2018 überstiegen die APV-Erträge das Referenzfeld.

Das ist ein Zeichen dafür, dass APV in heißen und trockenen Regionen ein Wendepunkt sein könnte.

Die Erfahrungen mit der Agrovoltaik sind noch recht begrenzt und die großen Erfolge waren

vor allem bei schattentoleranten Kulturen wie Salat, Spinat, Kartoffeln und Tomaten zu verzeichnen.

Was uns zu einigen der vielversprechendsten Beispiele führt,

die überzeugende Argumente für die Agrovoltaik liefern.

Aber bevor ich dazu komme, möchte ich noch einen kurzen Gruß an den heutigen Sponsor richten ... mich!

Aber im Ernst, schau dir unbedingt meinen Follow-up-Podcast an, der auf deinem Feedback und deinen Kommentaren

zu diesen Videos basiert , Still To Be Decisiond, den du auf allen großen Podcast-Diensten

da draußen oder auf stilltbd.fm findest, sowie ein Video Version hier auf YouTube. Ich werde alle Links

in die Beschreibung einfügen. Es ist eine unterhaltsame Art, die Diskussion zu diesen Themen fortzusetzen.

Wechseln wir zu den Niederlanden. So klein es auch ist,

es ist der zweitgrößte Lebensmittelexporteur der Welt!

Das Unternehmen „GroenLeven“, ein Tochterunternehmen des BayWa-Konzerns mit Sitz in München

, hat mehrere Pilotprojekte mit lokalen Obstbauern gestartet. Ihr größter Standort

befindet sich im Dorf Babberich im Osten der Niederlande, nahe der deutschen Grenze,

auf einer 4 Hektar großen Himbeerfarm, die für diejenigen unter uns, die nicht metrisch sind, etwa 10 Hektar beträgt.

Sie haben 3 Hektar in eine 2 MW-Agrarvoltaik-Farm umgebaut. Der restliche Teil wurde in einer traditionellen landwirtschaftlichen Einrichtung

belassen . Himbeeren sind eine zerbrechliche, schattentolerante Frucht, die normalerweise

in Reihen angebaut wird, die mit Plastik bedeckt sind, um sie vor den Elementen zu schützen und hohe Erträge zu gewährleisten.

Bei diesem Projekt werden die Himbeerpflanzen direkt unter den Sonnenkollektoren angebaut, die

in abwechselnden Reihen nach Osten und Westen ausgerichtet wurden. Dies maximiert den Solarertrag, schützt die Pflanzen aber auch vor

den vorherrschenden Winden. Sie haben in diesem Projekt traditionelle Solarmodule getestet, aber

sie nahmen zu viel des verfügbaren Sonnenlichts weg und wechselten zu Panels mit einem größeren Abstand

zwischen den Solarzellen, um mehr Licht durchzulassen. Die Menge und Qualität der Früchte, die unter den Platten produziert wurden

, waren gleich oder besser wie die Früchte, die unter den traditionellen Plastiktunneln produziert wurden.

Ein großer Vorteil für den Landwirt war die Arbeitsersparnis durch die Verwaltung der Plastiktunnel,

die durch Hagel und Sommerstürme leicht beschädigt werden können.

In diesen Fällen können Früchte durch den Schaden unverkäuflich werden, müssen

aber trotzdem geerntet werden. Bei den letzten Sommerstürmen haben die Früchte unter

den Platten keinen Schaden genommen, während die Ernte vom Referenzfeld vernichtet wurde.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen dem argrivolatic Testfeld und dem Referenzfeld: Die Temperatur

war unter den Sonnenkollektoren um mehrere Grad kühler. Es ist nicht nur angenehmer für die Landarbeiter,

sondern reduziert auch die Bewässerungswassermenge um 50 % im Vergleich zum Referenzfeld.

Noch kühler wirken sich die Pflanzen auf die Sonnenkollektoren aus. Die Pflanzen und ihre begrenzte Wasserverdunstung

halten die Platten tatsächlich kühl. Sonnenkollektoren mögen es nicht, heiß zu sein, da dies

ihre Energieeffizienz verringert; Je kühler ein Panel sein kann, desto mehr Energie liefert es.

Allein auf dieser Grundlage scheint die Agrovoltaik eine gewinnbringende Strategie zu sein. Würden wir

auch nur einen Bruchteil unserer derzeitigen landwirtschaftlichen Flächennutzung in Agrivoltaik umwandeln, könnte

ein Großteil unseres Energiebedarfs … einfach gedeckt werden. Und mit den zusätzlichen Vorteilen des reduzierten

Wasserverbrauchs kann die Agrovoltaik auch in heißen und trockenen Regionen der Welt ein Game Changer sein.

Was hält uns also davon ab, dieses bahnbrechende System mit zwei Zwecken in großem

Umfang einzuführen ? Was ist der Haken? Die Energieerzeugung ist ein anderes Ballspiel als die Landwirtschaft,

was die Landwirte daran hindern kann, die Technologie anzunehmen.

Aber die eigentlichen Hindernisse sind leider … banal … und zum Teil frustrierend.

Es läuft auf den Nicht-in-mein-Hinterhof-Effekt (NIMBY), Bürokratie und den freien Markt hinaus.

Beginnen wir also mit der NIMBY-Crowd. Nicht alle Lösungen für erneuerbare Energien werden positiv aufgenommen

. Bestes Beispiel ist natürlich der Anblick und die Geräusche einer riesigen Windkraftanlage in der

Nähe Ihres Hauses. Der Widerstand der Gemeinde durch die Einwohner von Reno County in Kansas

tötete einen geplanten Windpark von NextEra Energy Inc.. Auch in der Landwirtschaft

gibt es Beispiele, in denen die geltenden Gesetze den Bau riesiger Biogasanlagen ermöglichten, die von den lokalen Gemeinden

nicht immer begrüßt wurden. Unabhängig von den Gründen für die Empörung und den Widerstand der Gemeinde ist

es diese Art von Reaktion, die viele Projekte getötet oder verzögert

hat und viele lokale Regierungen schüchtern gemacht hat, sie voranzutreiben.

Um zu verhindern, dass sich Gemeinden gegen die Agrovoltaik wenden, ist es wichtig, ihre Verbreitung zu kontrollieren,

insbesondere die Pseudo-Agrovoltaik (eine Praxis zum Bau großer Solarparks

unter dem Deckmantel der Landwirtschaft). Um die Interessen der Menschen zu

schützen , hilft es, die Unterstützung der Gemeinschaft aufzubauen, die von wesentlicher Bedeutung ist.

Das Fraunhofer-Institut empfiehlt,

1. Agrovoltaik vor allem dort einzusetzen, wo Synergieeffekte erzielt werden können,

zB durch Reduzierung des Wasserbedarfs für den Pflanzenbau.

Und... 2. Um eine angemessene lokale Unterstützung aufrechtzuerhalten, sollten landwirtschaftliche Anlagen

vorzugsweise von lokalen landwirtschaftlichen Betrieben, Energiegenossenschaften oder regionalen Investoren betrieben werden.

Unter Berücksichtigung dieser Richtlinien kann der Widerstand der

Bevölkerung gegen die Agrovoltaik auf ein Minimum reduziert werden.

Darüber hinaus können Regeln, Vorschriften und Bürokratie sie auch aufhalten

, was von Land zu Land oder sogar von Stadt zu Stadt unterschiedlich ist.

„Im Rahmen ihrer Agrarpolitik gewährt die EU Direktzahlungen für Flächen, die überwiegend

landwirtschaftlich genutzt werden. Eine wichtige Frage ist also, ob Ackerland

durch den Einsatz von Agrovoltaik seine Förderfähigkeit verliert [….] … Hier ist entscheidend,

ob das Land überwiegend landwirtschaftlich genutzt wird.“

In der EU gelten landwirtschaftliche Anlagen im Sinne des Bauordnungsrechts in der

Regel als bauliche Anlagen und benötigen daher eine Baugenehmigung. In Deutschland zum Beispiel ist

es in ländlichen Gebieten in der Regel verboten , es sei denn, es widerspricht einer Liste öffentlicher Interessen.

Die Agrovoltaik steht jedoch noch nicht auf der Liste der öffentlichen Interessen.

Zuletzt und vielleicht am wichtigsten ist der freie Markt, der ziemlich einfach zu durchschauen ist,

weil es auf Kosten und Investitionen ankommt. Genau wie bei der Solaranlage zu Hause sind

die Kosten pro kWh die größte Zahl. Da Agrivoltaik-Solar im

Vergleich zu einem herkömmlichen Solarpark pro Quadratmeter nicht so viel Energie liefert, können zusätzlich

zu den Baukosten die Kosten pro kWh um 10-20% höher sein.

Und es stellt sich die große Frage, wem die Sonnenkollektoren gehören. Im niederländischen Beispiel war der Bauer

weder Investor noch Eigentümer der Anlage. Die Bereitschaft eines Landwirts, sich zu beteiligen, hängt davon

ab, dass negative Auswirkungen auf den Ernteertrag vermieden werden und die Betriebskosten der Solarmodule

gesenkt werden . In diesem Fall konnte der Eigentümer der Solaranlage diese Vorteile nachweisen.

Das Fraunhofer-Institut stellte fest, dass Landwirte nur dann zu einem Projekt bereit sind, wenn der

Ernteertrag nie unter 80 % der Referenzfläche fällt, aber ... nur dann, wenn der Landwirt Eigentümer der

Solaranlage ist. Denn der Landwirt kann den Ernteausfall durch die erzeugte Energie ausgleichen.

Aber das wirft auch die Frage auf, wenn sie das Array besitzen, wie werden sie die Solarmodule

optimieren … für die Solarenergieproduktion oder für den Ernteertrag? Bei der höchsten Energieproduktion pro

Quadratmeter gewinnen Solarparks. Für die höchste garantierte Pflanzenproduktion gewinnt die engagierte Landwirtschaft

. Es geht um Kosten und Investitionen. Ohne staatliche Eingriffe durch Subventionen

oder Preisgarantien hat die Agrovoltaik möglicherweise keine Chance gegen andere Solarinitiativen.

Agrivoltaik ist ein vielversprechendes Konzept, das das Potenzial hat, zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen:

unsere Nahrungsversorgung zu unterstützen und uns auf eine sauberere Energiequelle umzustellen.

Der Hauptvorteil liegt darin, dass Sonnenkollektoren die Treibhausgasemissionen hervorragend reduzieren,

ohne Ackerland zu opfern. Vor allem, wenn wir Land, das derzeit

für den Anbau von Biokraftstoffpflanzen wie Palmöl- und Maisfarmen verwendet wird, in Land für die tatsächliche Produktion und den Verzehr von Nahrungsmitteln durch den Menschen

umwandeln können … oder sogar für die Wiederaufforstung, wäre das ein großer Gewinn! Wenn wir das Gesamtbild betrachten

und entscheiden, wohin wir wollen, können wir Wege finden, die Schwierigkeiten auf dem Weg zu überwinden.

Dave Borlace drüben auf dem YouTube-Kanal "Just Have A Think" hat auch ein unglaubliches Einführungsvideo

zum Agrivoltaik-Konzept erstellt, also sehen Sie sich dieses Video unbedingt an. Aber was meinst

du? Sollten wir versuchen, überall Agrivoltaik einzusetzen? Gibt es andere Beispiele für erneuerbare Energien mit

doppeltem Verwendungszweck , die Sie kennen? Spring in die Kommentare und lass es mich wissen. Und ein besonderes

Dankeschön an Patreon-Produzent Rob van der Wouw für all seine Hilfe bei der Erstellung dieses Drehbuchs.

Danke, Rob. Und danke an alle meine Gönner, die mitgeholfen haben, diese Videos zu ermöglichen.

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Vielen Dank fürs Zuschauen und wir sehen uns im nächsten.