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Die Suche nach dem Gleichgewicht zwischen Schatten und Ertrag

Im Kanton Luzern werden seit drei Jahren verschiedene Agri-PV-Systeme über Bio-Himbeeren getestet. Das weltweit beachtete Pilotprojekt zeigt, wie Agri-PV funktioniert – und wo die Beschattung den Ertrag bremst.

Je nach System deutlich weniger Ertrag, dafür viele andere Vorteile wie die immer nötiger werdende Beschattung bringen die drei verschiedenen Solaranlagen, die über Himbeeren bei Heinz Schmid in Aesch LU getestet werden. Monika und Heinz Schmid führen einen Bio-Betrieb mit Beeren- und Sprossenproduktion in Gelfingen LU. Auf einer Pachtfläche in Aesch installierten sie über Himbeeren drei verschiedene Anlagen zur Produktion von Solarstrom.

Weltweit einzigartiges Pilotprojekt

Das Pilotprojekt wird von verschiedenen Forschungspartnern begleitet und von Sponsoren unterstützt, so auch vom Kanton Luzern. Die weltweit einzigartige Anlage stosse international auf grosse Beachtung, zahlreiche ausländische Delegationen hätten diese schon besichtigt, erklärte Louis Sutter von Agroscope bei der Präsentation der ersten Erfahrungen am 3. September.

Der Weg zur Realisierung war nicht einfach. Am 30. Mai 2022 wurde das Projekt eingegeben, erst im Juli des gleichen Jahres schuf der Bund im Raumplanungsrecht allerdings die Voraussetzung für Fotovoltaik auf Landwirtschaftsflächen (Agri-PV) – unter strengen Bedingungen. So dürfen die Panels über den Kulturen nicht zu einer Beeinträchtigung der landwirtschaftlichen Produktion führen. Diese Auslegung werde aber kantonal verschieden interpretiert, bedauerte Sutter. Die einen erwarten, dass die Erträge mindestens gleich bleiben, andere setzen auf Vorteile bei der Bewirtschaftung wie Frost- und Hitzeschutz oder Wasserhaushalt.

Bio-Himbeeren sind anspruchsvoll

Weil die Projektplanung von Schmid im Jahr 2022 schon weit fortgeschritten war, erhielt er die Baubewilligung bereits im Januar 2023. Im März 2024 wurde der Betrieb offiziell gestartet. Als Kontrollfläche pflanzte Schmid gleich daneben Himbeeren ohne Beschattung, das sei aber dieses Jahr nicht mehr möglich gewesen.

Überhaupt ist der Bio-Himbeerenanbau anspruchsvoll. Schmid setzt auf einjährige Long-Cane-Pflanzen auf Dämmen. Bio bedinge Anbau im Boden, sagt der Betriebsleiter, während die konventionelle Beerenproduktion vermehrt auf Töpfe setze, wo viel höhere Erträge möglich seien.

Das System Agri-Verti, von Heinz Schmid selbst entwickelt, verfügt über vertikale Panels. Die Beschattung ist unterhalb montiert. (Bild: Josef Scherer)

Die drei Systeme beschatten unterschiedlich

Installiert wurden folgende drei Solarsysteme:

  • Agri-Verti, von Heinz Schmid selbst entwickelt
  • ein System der Firma Insolight mit bifacialen und semitransparenten Panels
  • und von Megasol ein System namens Agrotrack, mit beweglichen Elementen je nach Sonnenstand.

Alle drei Systeme verfügen unter den Panels über eine Beschattung. Die drei Anlagen auf je 20 bis 26 Aren haben unterschiedliche Stromleistungen von 132 kWp bis 320 kWp.

Kleiner Teil des Stroms für die Nachbarn

Insgesamt werden jährlich rund 631 MWh Solarstrom produziert, der Winterstromanteil liegt bei rund 26 Prozent, wie Matthias Hügi von der Berner Fachhochschule erläuterte. Den Strom vermarktet Schmid hauptsächlich an den Energieversorger CKW, zu tiefen Referenzmarktpreisen. Rund ein Sechstel der Produktion kann er allerdings zu besseren Preisen über eine Lokale Elektrizitätsgemeinschaft (LEG) an gewerbliche Nachbarn verkaufen. Diese Menge werde künftig noch deutlich zunehmen, ist Heinz Schmid überzeugt.

Das System der Firma Insolight mit bifacialen Panels, die das Licht von oben und unten nutzen. (Bild: Josef Scherer)

Erträge sind deutlich tiefer

Über die agronomischen Erfahrungen berichtete Louis Sutter von Agroscope. Er erwähnte zuerst die Vorteile von Agri-PV: Schutz der Kulturen vor extremen Witterungsverhältnissen, Einsatz von Folientunnels, Nutzung von Regenwasser, Reduktion der Verdunstung und somit des Wasserbedarfs, bessere Arbeitsbedingungen für das Personal und zusätzliche Einnahmen durch die Stromproduktion.

Gemessen wurde in den drei Systemen bei den Himbeeren neben anderem das Fruchtgewicht, der Zucker- und Säuregehalt, die Festigkeit der Früchte und das Blattwachstum. Die Beschattung war je nach System unterschiedlich, ebenso die Temperaturen. Die Erträge waren bei allen drei Anlagen mit 200 bis 600 g tiefer als die erwarteten Zielerträge von rund 800 g pro Pflanze, im 2025 etwas höher als im 2024. Im intensiven Anbau seien bis 2 kg möglich.

Das System Agrotrack der Firma Megasol, mit beweglichen Panels auf einem massiven Stahlgerüst und einer zusätzlichen Zwischenstruktur an PV-Modulen über den Reihen. (Bild: Josef Scherer)

Bedarf für Beschattung ist unterschiedlich

Markant ist der Einfluss der Beschattung. Je weniger Licht die Himbeerstauden erhalten, desto grösser sind die Blätter. Hingegen gibt es weniger Chlorophyll, weniger geerntete Beeren bei gleicher Beerengrösse, tiefere Zuckergehalte und insgesamt tiefere Erträge. Die Forschung verfolge nun den Ansatz zur Vorhersage von Ertragsverlusten bei Himbeeren aufgrund der Lichtverfügbarkeit weiter, meinte Louis Sutter. So könnten künftig auch Empfehlungen an die Beerenbauern abgegeben werden, dass je nach Standort die richtige Anlage bezüglich Lichtverfügbarkeit erstellt werde. A

Auch Heinz Schmid wies darauf hin, dass das Mikroklima und so die Wachstumsbedingungen sehr unterschiedlich seien, selbst innerhalb der Teilparzellen.

Zum Fazit der bisherigen Erfahrungen meinten die Forscher wie auch Schmid, dass alle drei Systeme in diesem Pilotprojekt Vor- und Nachteile hätten. Entscheidend sei, welche Ziele für den Agri- und den PV-Teil gesetzt würden.

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