Untersuchungen zeigen, dass Pflanzen inmitten von Solarpanel-Installationen nicht nur wachsen, sondern auch gedeihen

May 01, 2023

Ein großes Problem bei der Entwicklung der Solarenergie im sonnenreichen Süden von Alberta und Saskatchewan ist die Kritik an der Einstellung landwirtschaftlicher Flächen aus der Produktion.

Neue Forschungen im Bereich der Agrovoltaik wollen den Landnutzungskonflikt angehen.

Das Konzept zielt darauf ab, das richtige Gleichgewicht zwischen Nutzpflanzen zu finden, die auch unter weniger Sonneneinstrahlung gedeihen können, und Solarsystemen, die das Pflanzenwachstum ermöglichen und gleichzeitig ihr Hauptziel erfüllen.

Verschiedene Forschungsarbeiten zur Agrovoltaik haben Ertragssteigerungen für eine Vielzahl von Nutzpflanzen gezeigt, darunter Weidegras, Kartoffeln und Weizen, die unter Solaranlagen angebaut werden, sowie eine Steigerung der Stromproduktion durch Solarpaneele.

Guillermo Hernandez Ramirez, außerordentlicher Professor an der Fakultät für Agrar-, Lebens- und Umweltwissenschaften der University of Alberta, sagte, eine erste Studie einer seiner Forschungsstudentinnen, Camila Quiroz, sei vielversprechend.

Ramirez sagte, die U of A-Studie sei in einer kontrollierten Wachstumskammerumgebung mit Spinat durchgeführt worden.

Ramirez sagte, die Spinatpflanzen verbrauchten weniger Wasser.

„Sie konnten das Wasser effizienter für den Anbau nutzen“, sagte er. „Wenn Blätter nicht vollständig dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, brauchen sie dieses Wasser nicht, um ihre Funktionen aufrechtzuerhalten und die Photosynthese am Laufen zu halten.“

Die Hoffnung besteht darin, die Forschung als nächstes auf das Feld zu übertragen, um die realen Auswirkungen des Nahrungsmittelanbaus unter Sonnenkollektoren zu analysieren.

„Angesichts der zunehmenden Bevölkerungsdichte auf der ganzen Welt denke ich, dass eine effizientere Nutzung dieses Raums für uns der Schlüssel zur Steigerung des Wohlstands sein kann“, sagte Ramirez.

Eine analytische Modellierungsstudie des Doktoranden Uzair Jamil von der University of Western Ontario zeigte, wie Weizenfelder und Weiden in Saskatchewan mit einer doppelten Landnutzung für Energie- und Nahrungsmittelproduktion umgehen würden. Es hat sich gezeigt, dass es Potenzial für Ertrags- und Leistungssteigerungen gibt.

Das Modell nutzte Daten aus Studien in den Vereinigten Staaten und Europa sowie die Sonneneinstrahlung im südlichen Teil der Provinz, um das Potenzial für den Einsatz von Solaranlagen zwischen Weizenreihen zu ermitteln.

„Diese Studien haben gezeigt, dass man mit Weizen einen zusätzlichen Ertrag von drei Prozent erzielen kann“, sagte Jamil. „Bei der Weide war es ziemlich viel. Fast 329 Prozent, was beobachtet wurde.“

Jamil sagte jedoch, dass diese Ertragssteigerungen nicht allgegenwärtig seien. In den Bereichen zwischen Solaranlagen, die die volle Sonne abbekamen, und solchen, die im Dauerschatten standen, kam es nicht zu diesen positiven Steigerungen.

„Aber insgesamt, wenn man das gesamte Grundstück betrachtet, gab es einen Nettozuwachs“, sagte er.

Die Modellstudie für Saskatchewan zeigt ein ähnliches Potenzial für höhere Erträge.

Aber Gemüsepflanzen scheinen das größte Potenzial für höhere Erträge zu haben, wenn sie unter Sonnenkollektoren angebaut werden – insbesondere Kirschtomaten, Salat und Paprika.

Die Forschung erregt die Aufmerksamkeit von Solarenergieunternehmen, die Landnutzungskonflikte angehen wollen, fügte Jamil hinzu.

„Diese Technologie befasst sich im Wesentlichen mit diesem Problem. Der Landnutzungskonflikt, das Problem mit Nahrungsmitteln, mit dem wir konfrontiert sind, Stromerzeugung, Klimawandel und Treibhausgase, das wird ebenfalls angegangen“, sagte er. „Im Grunde kämpfen wir mit vielen Problemen gleichzeitig.“

Untersuchungen zu den Vorteilen von Pflanzen unter Solaranlagen zeigen auch, dass sie eine kühlende Wirkung haben. Dieser Effekt hat nachweislich den positiven Nebeneffekt, dass die Effizienz des photovoltaischen Prozesses zur Umwandlung von Sonnenenergie in Strom gesteigert wird.

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