Forscher untersuchen Synergien zwischen Solaranlagen und Olivenhainen
Solarpanele zwischen den Reihen dicht bepflanzter Olivenhaine erzeugen Strom, ohne die Erträge nennenswert zu beeinträchtigen.
Spanien gilt seit jeher als Synonym für Sonnenschein und Olivenhaine.
Es überrascht daher kaum, dass rund ein Fünftel des spanischen Energiebedarfs, etwa 25,54 Gigawatt, aus Solarenergie gedeckt wird. Gleichzeitig machen Olivenhaine ein Viertel der landwirtschaftlichen Nutzfläche des Landes aus, etwa 2,8 Millionen Hektar.
Konflikte um die Landnutzung sind seit langem ein Streitpunkt zwischen Entwicklern erneuerbarer Energien und Landwirten, da Solaranlagen in ländlichen Gebieten enorme Flächen beanspruchen.
Siehe auch: Landwirtschaftsverbände fordern spanische Regierung auf, Maßnahmen gegen den Klimawandel zu verstärkenNun haben Forscher der Universität Jaén in Südspanien und der Universität La Sapienza in Rom in der Fachzeitschrift „Applied Energy“ eine Studie veröffentlicht, in der sie die effizienteste Methode zur Installation von bifazialen Solarmodulen in Olivenhainen mit extrem hoher Pflanzdichte modellieren, ohne dabei Ertrag oder Qualität zu beeinträchtigen.
Das Team aus Agrarwissenschaftlern und Ingenieuren schlug Olivenbäume als ideale Kandidaten vor, da es sich um C3-Pflanzen handelt, die weniger Licht benötigen, um erfolgreich Photosynthese zu betreiben, und daher schattentoleranter sind.
Obwohl sie nur drei Prozent der weltweiten Olivenanbaufläche ausmachen, ermöglichen laut den Forschern die gleichmäßigen Abstände und die Höhe der Haine mit extrem hoher Pflanzdichte die effizienteste Installation von Solarmodulen.
Die photosynthetischen und anderen genetischen Eigenschaften der Oliven-Sorten Picual, Manzanilla und Chemlali sowie Daten zu Sonneneinstrahlung und Temperatur aus einem „typischen meteorologischen Jahr“ in Jaén, Spanien, der weltweit größten Olivenanbauregion, wurden in der Simulation verwendet.
Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass nach Süden ausgerichtete Solarmodule, die in der richtigen Höhe und im richtigen Winkel zwischen den Olivenbaumreihen installiert werden, die Energie des direkten und reflektierten Sonnenlichts nutzen können, während den Olivenbäumen gleichzeitig genügend Licht für die Photosynthese verbleibt.
Da Haine mit extrem hoher Pflanzdichte maschinell geerntet werden müssen, kamen die Forscher zu dem Schluss, dass die Solaranlage mindestens drei Meter hoch sein muss.
Auf der Grundlage ihrer Modellierung stellten die Forscher fest, dass Solarmodule, die in einer Höhe zwischen drei und 4,5 Metern in einem Winkel zwischen 20 und 40 Grad (je nach Jahreszeit) installiert wurden, es den Modulen ermöglichten, so viel Energie wie möglich zu nutzen, und nur zu geringfügigen Ertragsminderungen bei allen drei Sorten führten.
Neben der Optimisierung der Flächennutzung zur Stromerzeugung und zur Produktion von Oliven könnten die Solarmodule laut den Forschern die Effizienz von Olivenhagenen verbessern, indem sie Bewässerungspumpen antreiben.
Sie fügten hinzu, dass der durch die schräg gestellten Solarmodule erzeugte Schatten nachweislich die Bodenfeuchtigkeit im Sommer bewahrt und die Bäume vor Hitzewellen und Frost schützt.
Die Studie kommt für interessierte Olivenbauern zum optimalen Zeitpunkt, da die Preise für Solarmodule Ende März mit 0,11 US-Dollar (0,10 Euro) pro Watt einen Rekordtiefstand erreichten – die Hälfte dessen, was der Kauf von Solarmodulen im März 2023 gekostet hätte.
„Diese Ergebnisse können als Orientirung für zukünftige Agrivoltaik-Projekte mit Olivenbäumen dienen und zur Entwicklung einer nachhaltigen und effizienten doppelten Landnutzung in Agrivoltaik-Anlagen beitragen“, schrieben die Forscher.
„Eine experimentelle Validierung wäre jedoch von Vorteil, um die Modelle anhand realer Ertragsdaten zu überprüfen“, schlussfolgerten sie. „Eine solche Validierung würde nicht nur die Modellgenauigkeit bewerten, sondern auch den potenziellen Nutzen der Studie unterstreichen.“