Die Herausforderung
Die Überbauung einer Fläche mit bodennahen PV-Modulen schließt andere Nutzungen dieser Fläche aus. Der zunehmende Ausbau einer photovoltaischen Stromerzeugung ist mit einem unnötigen Flächenverbrauch verbunden und verhindert weitere Nutzungen auf den für die Energiegewinnung genutzten Flächen. Mit PV-Modulen, die zweiachsig zum jeweiligen Stand der Sonne nachgeführt werden, kann die Leistung der PV-Module um bis zu 35% gesteigert werden. Dazu benötigen die Kollektorflächen einen Abstand untereinander, um sich gegenseitig nicht zu verschatten. Gibt es eine Möglichkeit der Anordnung von Kollektorflächen, die im kraftwerkstechnischen Maßstab Strom erzeugen und dabei die gleichzeitige landwirtschaftliche Nutzung der für die Stromerzeugung genutzten Flächen ermöglicht? Können zwischen der Stromerzeugung und der landwirtschaftlichen Nutzung Synergieeffekte aufgezeigt werden, die zu höheren Ernteerträgen führen?
Die Erfindung
Bei dem RES-Agrarsolarsystem sind die Kollektorflächen mit einem Abstand von mehreren Metern zum Baugrund angeordnet und bedecken nur etwa 20% einer Grundfläche, sodass das Sonnenlicht den Boden erreicht und das Pflanzenwachstum ermöglicht. Darüber hinaus können die Kollektorflächen bei Regen in eine Regenwassersammelstellung verschwenkt werden. Der Mast leitet das Regenwasser in eine Zisterne, die als Fundament für den Mast ausgebildet ist. Das aufgefangene Wasser dient einerseits der Bewässerung des umgebenen Bodens, sodass Ertragseinbrüche bei Dürreperioden abgemildert werden können, andererseits dient es der Kühlung der PV-Module, um die photovoltaische Leistung zu steigern. Ein Kühlregister im Boden dient der Ableitung der von dem Regenwasser aufgenommenen Wärme und fördert auf diese Weise das Pflanzenwachstum insbesondere in den Übergangsjahreszeiten.
Die Vorteile
- Doppelnutzung einer Fläche für die Energiegewinnung und die Landwirtschaft
- Leistungssteigerung der PV-Module durch zweiachsige Nachführung zum jeweiligen Stand der Sonne
- Leistungssteigerung durch Kühlung der PV-Module mit dem aufgefangenen Regenwasser
- Landwirtschaftliche Ertragssteigerung durch Bewässerung und thermische Konditionierung des Bodens
Die Anwendungen
- Dezentrale Energieerzeugung im ländlichen Raum
- Bereitstellung einer dezentralen Wasserversorgung für die Landwirtschaft
- Herstellung einer Infrastruktur für den industriellen Landbau
- Ausbau zu Gewächshäusern möglich
- Elektroversorgung landwirtschaftlicher Maschinen