Agri-PV-Demonstrationsanlage Grub – Forschung für die Landwirtschaft der Zukunft

Agri-PV Versuchsanlage in Grub

Die Agri-Photovoltaik-Anlage in Grub bei Poing ist eines der bedeutendsten bayerischen Demonstrations- und Forschungsprojekte zur Doppelnutzung landwirtschaftlicher Flächen. Betrieben von den Bayerischen Staatsgütern (BaySG) in Kooperation mit dem TFZ Straubing, zeigt die Anlage, wie sich Landwirtschaft und Solarstromproduktion sinnvoll kombinieren lassen, ohne die Flächenkonkurrenz zu verschärfen.

Ein Projekt mit Modellcharakter

Die im Juni 2024 offiziell in Betrieb genommene Anlage dient nicht der reinen Stromproduktion, sondern der wissenschaftlichen Untersuchung, wie unterschiedliche Agri-PV-Technologien die Bewirtschaftung, Erträge, das Mikroklima und die Biodiversität beeinflussen. Ziel ist es, belastbare Daten für Landwirte, Politik und Planung bereitzustellen.

Drei unterschiedliche Agri-PV-Systeme im Vergleich

Auf einer Versuchsfläche wurden drei technisch verschiedene Konzepte realisiert – ein Novum in Deutschland. Dadurch lassen sich die Systeme direkt vergleichen:

1. Hochaufgeständerte, nachgeführte PV-Anlage

Die hochaufgeständerte, zweiachsig nachgeführte Agri-PV-Anlage ist so konzipiert, dass die landwirtschaft-liche Nutzung der Fläche nahezu vollständig erhalten bleibt: Durch lichte Höhen von bis zu rund 5 m können auch groß dimensionierte Traktoren und Erntemaschinen problemlos unter den Modulen arbeiten; der effektive Flächenverlust liegt bei hochaufgeständerten Systemen in der Regel bei maximal etwa 10 %. Photovoltaik.info

Besonders prädestiniert ist dieser Anlagentyp für Sonderkulturen mit hohem Schutzbedarf und hoher Wertschöpfung, zum Beispiel:

  • Baumschulen
  • Obst- und Beerenanlagen
  • Jungpflanzenanzucht
  • sonstige Intensivkulturen mit hohem Lichteintrag

Hier kann Agri-PV klassische Schutzkonstruktionen wie Folientunnel oder Hagelnetze teilweise ersetzen oder integrieren und gleichzeitig Strom erzeugen. baywa-re.com

Während der Ernte oder in arbeitsintensiven Phasen werden die Module in eine horizontale bzw. neutrale Position gefahren, um Konflikte mit Maschinen und Arbeitsabläufen zu vermeiden. Die Nachführtechnik ermöglicht zugleich eine optimierte Einstrahlungsnutzung und damit hohe Stromerträge bei weiterhin voll nutzbarer Kulturfläche. tfz.bayern.de

2. Linear-Tracking-Anlage

Die Linear-Tracking-Anlage in Grub nutzt eine einachsige Nachführung der Solarmodule, die sich im Tagesverlauf der Sonne entlang einer horizontalen Achse anpasst. Damit erzielt sie gegenüber starren PV-Systemen einen erhöhten Energieertrag und zugleich eine moderate Beschattung der landwirtschaftlichen Fläche. pv magazine Deutschland

Durch die variable Modulstellung lassen sich Licht- und Schattenmuster dynamisch steuern, was – je nach Kultur – Vorteile für das Pflanzenwachstum bringen kann, z. B. Verringerung von Hitzestress und Verdunstung. Forschungszentrum Jülich

Zugleich bleibt die Fläche unter und zwischen den Modulreihen voll bewirtschaftbar: Reihenabstände und Höhen sind so gewählt, dass Pflügen, Säen, Pflege und Ernte mit konventionellen Maschinen möglich sind. baysg.bayern.de

Ökonomisch bietet das System ein gutes Verhältnis aus geringeren Investitions- und Wartungskosten als bei zweiachsig nachgeführten Systemen und gleichzeitig guten Stromerträgen – was es zu einer praktisch vielversprechenden Option für Agri-PV-Betriebe macht. pv magazine Deutschland

3. Vertikale bifaziale Anlage („Solarzaun“)

Bei der vertikalen Agri-PV-Variante (oft „Solarzaun“ genannt) werden bifaziale Photovoltaik-Module senkrecht aufgestellt, meist mit Ost-West-Ausrichtung. Die Module gewinnen Licht sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite — das erhöht den Energieertrag und erlaubt gleichzeitig eine weitgehende Weiterbewirtschaftung der Fläche darunter. Innovationspartnerschaft

Vorteile & technische Eigenschaften

  • Doppelte Flächennutzung: Die Fläche kann weiterhin für Landwirtschaft, Grünland oder Weide genutzt werden — die Überbauung durch Module bleibt minimal. Next2Sun
  • Bifazialer Ertragsgewinn: Durch Nutzung des einfallenden und reflektierten Lichts kann der Stromertrag im Vergleich zu klassischen Monofacial-Systemen steigen. Solarwatt
  • Geringe Eingriffe in Bewirtschaftung und Boden: Die vertikale Aufstellung beansprucht nur schmale Modulreihen — Bodenstruktur und Unterkulturen bleiben weitgehend ungestört. Innovationspartnerschaft
  • Flexible Einsatzmöglichkeiten: Besonders geeignet sind Grünland, Blühstreifen, Weiden oder extensiv bewirtschaftete Flächen — weniger für intensive Ackerbau-Kulturen mit schwerem Gerät. Next2Sun

Potenziale & Limitationen

  • Vorteil bei Tagesrandzeiten: Da die Module Ost/West ausgerichtet sind, erfolgt Stromproduktion primär morgens und abends — das kann helfen, Nachfrage- und Börsenzeiten zu nutzen. Next2Sun
  • Flächeneffizienz vs. Modulwand: Die Modulreihen nehmen zwar nur wenig Platz ein, aber je nach Reihenabstand und Bodenreflexion (Albedo) kann der relative „bifaziale Gewinn“ schwanken. arXiv

Bezug zum Artikel über die Agri-PV Anlage in Merchingen-Brotdorf

Diese Vertikal-Variante bietet eine leicht umsetzbare Alternative zu aufwändig aufgeständerten Systemen: Die Fläche bleibt fast vollständig landwirtschaftlich nutzbar, die Anforderungen an Maschinen gering — ideal für Grünland, extensiven Ackerbau oder Flächen, bei denen Flächennutzung und Biodiversität wichtiger sind als maximale Ernte mit schweren Maschinen. https://utemangold.com/agri-pv/biodiversitaet-agri%e2%80%91pv-merzingen/

Agronomische Fragestellungen im Mittelpunkt

Unter den Modulen werden verschiedene Kulturarten angebaut, um herauszufinden:

  • wie sich Beschattung auf Ertrag, Wasserbedarf und Pflanzenphysiologie auswirkt
  • ob sich Mikroklima und Bodenfeuchte verbessern
  • wie die Systeme auf Extremwetter reagieren
  • wie sich Biodiversitätsstrukturen integrieren lassen

Viele Erkenntnisse aus Grub bestätigen, dass gut abgestimmte Agri-PV-Systeme nur geringe Ertragseinbußen verursachen (bei Getreide teils nur 20 %) – gleichzeitig aber Schutzfunktionen gegen Hitze, Starkregen und Trockenstress bieten können.

Bedeutung für die Praxis

Die Anlage zeigt, dass Agri-PV vor allem dann sinnvoll ist, wenn:

  • landwirtschaftliche Nutzung voll erhalten bleibt,
  • Energieerzeugung wirtschaftlich tragfähig ist,
  • und ökologische Vorteile wie Schädlingsregulation, Blühstreifen und Strukturreichtum integriert werden.

Die Ergebnisse aus Grub fließen direkt in zukünftige Förderprogramme, die EEG-Ausgestaltung und in praktische Empfehlungen für Landwirte ein – und sind ein wichtiger Baustein für die Umsetzung der bayerischen Energiewende.

Quellen und Links

https://www.pv-magazine.de/2024/07/24/agri-photovoltaik-in-bayern-forschung-und-innovation-auf-sieben-hektar-ackerland/

https://www.tfz.bayern.de/mam/cms08/publikationen/berichte/dateien/tfz-bericht_85_konzept_agri-pv.pdf

https://www.baysg.bayern.de/zentren/grub/372597/index.php

Agri-PV Anlage in Merchingen-Brotdorf

Was ist Agri‑Photovoltaik?

Agri‑PV vereint landwirtschaftliche Nutzung und Erneuerbare Stromerzeugung auf derselben Fläche – zum Beispiel durch hoch aufgeständerte Systeme mit lichter Höhe ≥ 2,1 m, sodass große Landmaschinen darunter fahren können und nur maximal 10 % der Fläche überbaut wird.

Neben der Energieproduktion sind Synergien insbesondere für das Kleinklima unter den Modulen relevant: weniger Verdunstung, niedrigere Bodentemperatur, höhere Bodenfeuchte – Vorteile gerade auf trockenen Standorten.

Agri‑PV in Merchingen‑Brotdorf

Bei der hybriden Agri‑PV‑Anlage in Merchingen/Brotdorf (Saarland, nahe Merzig) wurden zwei Technologien kombiniert: konventionelle Südausrichtung plus senkrecht aufgeständerte bifaziale Ost‑West‑Module. Diese verbrauchen weniger als 10 % der Fläche, rund 90 % bleibt landwirtschaftlich nutzbar

Die Anlage wurde auf etwa 15 ha gebaut und produziert jährlich rund 9 GWh Strom – genug für etwa 2.500 Haushalte.

Besonderheiten des Standorts & Gerstenanbau

Standort: Gerste auf hochgelegener Muschelkalkfläche mit sehr trockenen, steinigen Böden.
Kultur: lichttolerante Getreideart, die jedoch bei extremer Hitze und Trockenheit Ertragseinbußen erleiden kann.

Wie verbessert die hoch­aufgeständerte Agri‑PV das Mikroklima der Gerste?

Teilschatten bei Mittagshitze: Bifaziale vertikale Module reduzieren die direkte Einstrahlung – besonders in trockenen, heißen Phasen. Sie senken Bodentemperaturen und vermindern Verdunstung.

Erhöhte Bodenfeuchte: Die reduzierte Verdunstung führt zu besserer Feuchtespeicherung – entscheidend bei trockenen Muschelkalkböden

Winddämpfung & Temperaturschwankungen: Die Modulreihen strukturieren den Wind, was die Austrocknung verlangsamt und Tages‑/Nachttemperaturschwankungen mildert.

Bessere Wassernutzungseffizienz: Insgesamt sinkt der Wasserverbrauch der Gerste, da Schatten und niedrigere Temperatur den Wasserbedarf reduzieren.

Vorteile auf dem trockenen Standort bei Merchingen‑Brotdorf

Auf dem trockenen Standort, in 375 m Höhe, wirkt der Schatteneffekt stabilisierend – kleine Niederschläge verbleiben länger im Boden, was gerade bei Gerste auf Muschelkalk positiv wirkt.

Vertikale bifaziale Module erzeugen diffuses Licht auch morgens und abends, was die Photosynthese länger fördert, ohne Stress durch direkte Hitze.

Die hohe Aufständerung (≥ 2 m) ermöglicht den Einsatz landwirtschaftlicher Großgeräte und minimiert Flächenverlust (<10 %) gemäß DIN SPEC 91434.

Beispiele aus der Forschung – Relevanz für Gerste

Studien aus der APV‑RESOLA‑Pilotanlage in Heggelbach zeigten, dass Kulturen wie Winterweizen und Sellerie in trockenen Jahren mit Agri‑PV höheren Ertrag erzielen konnten:

Winterweizen +3 % Ertrag
Sellerie +12 %
Kartoffeln +86 %
trotz (oder gerade weil) bis zu 30 % weniger Einstrahlung.

Die Ergebnisse sind für Gerste vielversprechend: Lichttolerant, aber empfindlich bei extremer Hitze – durch Agri‑PV Stabilisierung des Mikroklimas denkbar positiv.

Siehe auch Hofgemeinschaft Heggelbach. „Unsere Aufgabe bei dem Versuchsprojekt APV-Resola besteht neben der zur Verfügung Stellung der Versuchsfläche, in der Durchführung der Kulturarbeiten für die Versuche der Universität Hohenheim. So werden folgende Kulturen unter der Anlage mit der nicht überdeckten Referenzfläche verglichen: Weizen, Kleegras, Kartoffeln und Sellerie.“

Biodiversitätsaspekte vor Ort

Auch auf trockenen Standorten kann Agri‑PV Biodiversität fördern, indem Blühstreifen und Zwischenflächen angelegt werden, um Insekten und Bodenlebewesen zu unterstützen und extensiv bewirtschaftete Säume und Kleinstrukturen (Steinhaufen, Totholz) als Habitate dienen.

Fazit & Empfehlungen für Merchingen‑Brotdorf

Die hochaufgeständerte Agri‑PV‑Anlage in Merchingen‑Brotdorf wirkt insbesondere auf trockenen Muschelkalkflächen positiv auf das Mikroklima beim Gerstenanbau: Geringere Bodentemperatur, weniger Verdunstung, erhöhte Feuchte. Dazu Diffuses Licht, mildere Bedingungen für Gerstenpflanzen und Erhalt der Fläche für landwirtschaftliche Großgeräte. Die Kombination mit Biodiversitätsmaßnahmen wie Blühflächen stärkt ökologische Werte.

Quellen & Links

Alle Bilder (c) Ute Mangold

ABOUT

Ich bin Ute Mangold – Diplom-Biologin, Umweltwissenschaftlerin (Dipl. FH), Dozentin und Beraterin für Erneuerbare Energien.

Seit über 20 Jahren engagiere ich mich in vielfältigen Projekten rund um Umweltbildung, Naturschutz, Pflanzenwissen, Fotografie und Regenerative Energien. Ich war als Umweltbeauftragte tätig, gründete einen Waldkindergarten, unterrichtete an Schulen Biologie, Ökologie und Gartenbau – und arbeite heute neben meiner Lehrtätigkeit, als Autorin und Beraterin im Bereich rund um Solartechnologien, Freiflächen- und Agri-Photovoltaik. Mein Ziel: komplexe Themen verständlich und praxisnah zu vermitteln – für eine nachhaltige Zukunft.

Was mich antreibt: ökologisches Denken mit konkreter Praxis zu verbinden – ob in der Bildungsarbeit, auf der Fläche oder in der Kommunikation. Mit meiner Plattform schaffe ich dafür kreative Verbindungen zwischen Natur, Sprache und Bild – ob in Form von Texten oder visuellen Konzepten.

Mein zweites Herzensprojekt ist Wiesengenuss, mein Blog seit 2010. Dort erzähle ich Geschichten von Wildpflanzen, alten Gemüsesorten, saisonaler Küche und kulinarischen Weltreisen – inspiriert von der Natur und begleitet von meiner Kamera.

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Nach der Veröffentlichung meines Buches „Wilde Kräuter – Feine Weine“ im Jahr 2010 habe ich begonnen, meine Texte auf meinem Blog www.wiesengenuss.de zu veröffentlichen – damals in den frühen Tagen des Bloggens, als es noch echte Pionierarbeit war. Heute wurde mein Blog bereits über 300.000 Mal gelesen, und mein Artikel über den Wilden Spargel zählt mit über 20.000 Klicks zu den Favoriten meiner Leser.

Der Wiesengenuss-Blog ist meine Leidenschaft. Hier schreibe ich mit viel Herzblut über Kräuter und Gemüse, garniert mit Rezepten, kulinarischen Geschichten und natürlich zahlreichen Fotos, die ich entweder in meinem Küchenfotostudio oder in der Natur aufnehme – fast alle stammen von mir. Dank meines Studiums der Phytotherapie bereichere ich den Blog auch immer wieder mit fundierten Beiträgen zu pflanzenheilkundlichen Themen.

Aktuell arbeite ich an einem besonderen Weihnachtsmenü, das ausschließlich mit Zutaten aus dem eigenen Garten zubereitet wird. Einen kleinen Vorgeschmack gibt es bereits: Das Coverbild zeigt eine Feldsalatcremesuppe – mehr wird jedoch noch nicht verraten. 😉

Frisch aus dem Druck kommt auch mein neuester Artikel über die Berberitze im Fachmagazin Obst & Garten des Ulmer Verlags (Oktober 2024). Hier ein paar Impressionen:

Und hier noch Textbeispiele, besonders freut mich, dass der Beitrag über die Knoblauchsrauke zu den meistgeklickten auf der Online Seite des Fachmagazins gehört.

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