Entwicklung und Vergleich verschiedener Agri-PV-Technologien auf Beerenkulturen
Die «bioschmid gmbh» schützt auf drei Versuchsfeldern ihre Himbeeren mit PV-Modulen vor starkem Niederschlag und Hitze. Das PV-Labor der Berner Fachhochschule verantwortet die Messungen rund um die PV-Anlage.
Steckbrief
- Lead-Departement Technik und Informatik
- Institut(e) Institut für Energie- und Mobilitätsforschung IEM
- Forschungseinheit(en) IEM / Photovoltaiksysteme
- Förderorganisation Schweizerische Eidgenossenschaft (Bundesverwaltung)
- Laufzeit (geplant) 01.09.2022 - 31.12.2025
- Projektverantwortung Prof. Dr. Christof Bucher
- Projektleitung Matthias Hügi
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Projektmitarbeitende
Sebastian Tobias Koch
Dr. Louis Sutter
Patrick Frauchiger
Andrea Seiberth
Heinz Schmid
David Ziegler -
Partner
Bundesamt für Energie BFE
bioschmid GmbH
Agroscope
Oberfeld Energie GmbH
Insolight SA
Megasol Energie AG - Schlüsselwörter Agri-Photovoltaik, Agri-PV, Stromproduktion, Himbeeranbau, dezentrale Stromversorgung, pflanzenoptimierter Betrieb, Ertragssimulation
Ausgangslage
Um die mit der Energiewende verbundenen Ziele für den Einsatz von Photovoltaikanlagen möglichst bald zu erreichen, sollten auch PV-Anlagen ausserhalb von Gebäuden gebaut werden. Ein grosses Potenzial birgt die Kombination von Landwirtschaft und Stromerzeugung auf derselben Fläche (Agri-Photovoltaik, Agrivoltaik oder Agri-PV genannt). So kann ein wachsender Wettbewerb um die Landnutzung vermieden werden. Der Gesamtertrag aus der landwirtschaftlichen Produktion und der Stromerzeugung soll dabei grösser ausfallen als die Summe der beiden Einzelerträge, wenn sie sich die Fläche nebeneinander teilen würden. Landwirtschaftliche Anbauprodukte wie z. B. Beeren sind in der Schweiz von den durch den Klimawandel verstärkt auftretenden Hitzewellen, Niederschlägen etc. besonders betroffen und müssen daher unter einem Witterungsschutz angebaut werden. Diese Abdeckungen verstärken aber auch die Temperaturen und brauchen daher Schattierungsnetze. Mit dem Agri-PV-Projekt von bioschmid soll die Eignung von drei unterschiedlichen Agri-PV-Systemen im Vergleich zu konventionellem Himbeeranbau untersucht werden. Es soll nachgewiesen werden, dass sich PV-Anlagen als Witterungsschutz für die Landwirtschaft eignen und dass die Verschattung durch eine PV-Anlage zu einer positiven Ertragsgewinnung beitragen kann. Des Weiteren soll die Entwicklung einer kostengünstigen und zugleich effizienten Agri-PV-Anlage für eine breite Anwendung in der Landwirtschaft ermöglicht werden.
Vorgehen
Um herauszufinden, wie gut die drei Systeme funktionieren, wird einerseits der erzeugte Strom der Gesamtanlage untersucht, andererseits werden in jeder in drei Teilanlagen ausgewählte Solarmodule mit Optimierern ausgestattet. Dadurch ist es möglich, Analysen auf Modulebene durchzuführen. Die Entwicklung der angebauten Beeren wird von Agroscope beobachtet und verglichen. Dabei wird der Einfluss der Anlage und deren Verschattung untersucht sowie Daten zu Schädlingsbefall, Ertrag etc. erhoben. Die während der gesamten Projektdauer gesammelten Daten aus Umwelt, Modulen und Wechselrichtern werden analysiert und verglichen, um die drei verschiedenen Teilanlagen bewerten zu können, wie gut sie geeignet sind. Die resultierenden Energieerträge sollen mit Werten aus Simulationen verglichen werden, um die Eignung solcher Simulationssoftware überprüfen zu können. Die Analyse der Optimizer-Ertragsdaten soll aufzeigen, wie gross der Mehrwert der Optimizer in einer Agri-PV-Anlage gegenüber einem konventionellen Wechselrichterkonzept ist. Der Fokus dabei liegt auf der Untersuchung der durch die Landwirtschaft verursachten Inhomogenität der rückseitigen Einstrahlung auf die bifacialen Module.
