Agri-Photovoltaik-Hybridkraftwerke, die Agri-Photovoltaik-Anlagen mit großskaligen Batteriespeichern kombinieren, sind eine vielversprechende Lösung für eine nachhaltige Energiezukunft. Sie ermöglichen eine optimierte Nutzung erneuerbarer Energien auf Agrarflächen, ohne deren Nutzung wesentlich zu beeinträchtigen, indem sie Solarstrom effizient erzeugen, speichern und bedarfsgerecht ins Netz einspeisen. Sie steigern die Netzstabilität und fördern eine nachhaltige Landwirtschaft.
Durch die massiv gesunkenen Investitionskosten für Agri-Photovoltaik-Anlagen sowie Batteriespeicher sind solche Hybridanlagen inzwischen eine zukunftsweisende Investition. Die Gesamtkosten für beide Komponenten haben sich in nur zwei Jahren mehr als halbiert. Sie liegen derzeit (ohne Transformator und Netzanbindung) für ein Hybridkraftwerk im Bereich von etwa 1.600 Euro je Kilowattpeak (1 Megawattpeak Photovoltaik-Tracker zusammen mit 1 Kilowattstunde Speicher). Solche Kosten mussten vor etwa zwei Jahren allein für die Agri-Photovoltaik-Anlage bezahlt werden. Kosten und Nutzen werden nachfolgend anhand konkreter Zahlen erläutert.
Investitions- und Betriebskosten
Die Investitionskosten für die Errichtung eines Hybridkraftwerks mit Agri-Photovoltaik und Batteriespeichern werden nachfolgend am Beispiel einer Trackeranlage (1 Megawattpeak) sowie eines 5 Megawattstunden Batterieblocks (20-Fuß-Container) erläutert:
- Agri-Photovoltaik-Tracker-Anlage: Baukosten für die Gleichstrom-Seite betragen 600 Euro pro Kilowattpeak installierter Leistung. Für die Wechselstrom-Seite einschließlich Transformator sind weitere etwa 200 bis 250 Euro zu kalkulieren.
- Batteriespeicher: Die Kosten für Batteriespeicher liegen derzeit bei etwa 110 Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Für den Hybrid-Wechselrichter sowie die Netzanbindung sind weitere systemabhängige Kosten zu kalkulieren, die nachfolgend dargestellt werden.
- Netzanbindung und Steuerungssysteme: Die Integration in das bestehende Netz erfordert Investitionen in intelligente Steuerungssysteme und Transformatoren, die zusätzliche Kosten von bis zu 250 Euro pro Kilowattpeak verursachen können. Diese sind stark systemabhängig.
- Niedrige Stromgestehungskosten: Diese stark gesunkenen Investitionskosten ermöglichen sehr günstige Stromkosten, auch unter Einbeziehung der Speicherkosten. Nach einer Untersuchung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE vom Juli 2024 liegen die Stromgestehungskosten von Solarparks in Deutschland zwischen 4,1 und 6,9 Cent pro Kilowattstunde. Bei der Kombination von Photovoltaik-Freiflächenanlagen und Batteriespeichern liegt der Stromgestehungspreis bei 6,0 bis 10,8 Cent pro Kilowattstunde. Im Vergleich dazu sind die Erzeugungskosten für fossile Kraftwerke heute deutlich höher: Braunkohlekraftwerke kosten 15,1 bis 25,7 Cent, Steinkohlekraftwerke 17,3 bis 29,3 Cent, Gas- und Dampfkraftwerke 10,9 bis 18,1 Cent und flexible Gaskraftwerke 15,4 bis 32,6 Cent pro Kilowattstunde. Kernkraftwerke liegen bei 13,6 bis 49,0 Cent pro Kilowattstunde. Hybridkraftwerke machen den Strom in Zukunft also nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch erheblich günstiger. So gewährleisten sie langfristig niedrige Strompreise für Industrie, Mittelstand und private Haushalte.
- Betriebs- und Wartungskosten: Neben der Tatsache, dass bei Agri-Photovoltaik-Anlagen keine Kosten für Treibstoffe anfallen, überzeugen die geringen Wartungskosten, Reparaturen und Versicherungen. Tracker-Anlagen erfordern nur geringe Wartungskosten für Inspektionen, während Batteriespeicher periodisch auf ihre Leistungsfähigkeit überprüft werden müssen. Die jährlichen Betriebskosten betragen typischerweise ein bis zwei Prozent der Investitionssumme.
Nutzen und Wirtschaftlichkeit
Durch die Kombination von Agri-Photovoltaik mit Batteriespeichern kann die Energieerzeugung besser an den Bedarf angepasst werden. Überschüssiger Solarstrom wird gespeichert und in Zeiten geringer Erzeugung oder hoher Nachfrage abgegeben. Dies reduziert Netzengpässe und macht erneuerbare Energien planbarer.
Wirtschaftliche Vorteile Hybridkraftwerke generieren Einnahmen durch:
- Direktvermarktung des Solarstroms: Verkauf an Netzbetreiber oder Unternehmen über langfristige Stromlieferverträge.
- Netzdienstleistungen: Bereitstellung von Regelenergie zur Stabilisierung des Stromnetzes.
- Eigenverbrauch: Besonders für landwirtschaftliche Betriebe mit hohem Energiebedarf kann der Eigenverbrauch die Stromkosten signifikant senken.
Nachhaltige Landwirtschaft
Agri-Photovoltaik bietet Landwirten die Möglichkeit, landwirtschaftliche Flächen doppelt zu nutzen. Dies schützt vor extremen Wetterbedingungen, verbessert die Bodenqualität und steigert langfristig die Erträge. Gleichzeitig reduziert die lokale Speicherung von Energie die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen.
Hybridkraftwerke aus Agri-Photovoltaik und Batteriespeichern sind eine zukunftsweisende Investition. Sie bieten Landwirten langfristige wirtschaftliche Vorteile, steigern die Netzstabilität und fördern eine nachhaltige Landwirtschaft. Sie können in Zukunft eine Schlüsselrolle in der Energiewende spielen.
Hybridkraftwerke sind das Gebot der Stunde
Die Kombination von Stromerzeugung aus verschiedenen erneuerbaren Energiequellen, insbesondere durch Agri-Photovoltaik gepaart mit intelligenter Speichertechnik, ermöglicht die kostengünstige Integration von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in das Energiesystem. Die Entwicklung nimmt in ganz Europa Fahrt auf.
Die durch den starken Ausbau exponentiell ansteigenden Strommengen aus erneuerbaren Energien müssen flexibel und intelligent ins Stromsystem integriert werden. Die Kombination aus Erzeugung und Speicherung an einem Ort wird ein entscheidender Teil der Lösung für diese Herausforderung sein. Der Kombination aus Solarstromerzeugung auf landwirtschaftlichen Flächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen und Speichern gehört die Zukunft. Hybridkraftwerke im Bereich Agri-Photovoltaik könnten zum Standard werden, ähnlich wie es bei Heimspeichern im privaten Bereich bereits der Fall ist.
— Der Autor Erich Merkle, promovierter Wirtschaftsingenieur und Unternehmer, gründete über 20 Firmen und treibt seit 25 Jahren Innovationen in der Photovoltaik voran. Er hält mehrere Patente und leitet die Grid Parity AG, die weltweit gebäudeintegrierte Eigenstromlösungen entwickelt. Als gefragter Referent betont er die Bedeutung der Photovoltaik im Kampf gegen den Klimawandel und inspiriert junge Kollegen. —
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Das Potenzial stelle ich mir gewaltig vor, wenn dem Bauer fette Speicher während der Ernte zur Verfügung stehen. Die Speicher verdienen immer Geld, egal ob mit Handel oder über den Eigenverbrauch… auch extrem lukrativ. Das landwirtschaftliche Gerät (Traktor, etc.) kann vor Ort schnellgeladen oder einfach über einen (automatisierten) Akkutausch ruckzuck wieder reaktiviert werden. In ferner Zukunft schwärmen wo möglich viele kleine Einheiten (ggf. auch Drohnen) aus und bewirtschaften weitestgehend selbständig und energieautark den PV Acker. Dann braucht es nur noch Techniker für die Wartung statt Bauern 😉
Kann mal jemand erklären, warum es zu so großen Preisspannen bei den Entstehungskosten speziell bei der Kernenergie gibt?
Matthias
Wenn es genau so wäre, wie hier beschrieben, dann hätte Agri-PV den größten Marktanteil beim Neubau von PV-Freiflächenanlagen. Die Zahlen sprechen aber einer völlig andere Sprache und darum stimmt da wohl einiges nicht. Also bleibe ich weiterhin skeptisch, was die derzeit mögliche Agri-PV nach der DinSpec 91434 und der DinSpec 91492 betrifft, die in sich teilweise widersprüchlich sind. Der im Mai 2025 anlaufende Normierungsgsprozess zur DinSpec 91434 wird drei Jahre brauchen bevor die Bedingungen für alle klar sind, die heftige Diskussion über die ausstehende beihilferechtliche Genehmigungen macht deutlich, dass der geplante Förderrahmen vielleicht überzogen ist, der VKU forderte vor wenigen Tagen die Abschaffung der Förderung für PV-Sonderformen, weil es gar kein Flächenproblem gibt. Zusätzlich bedeutet Agri-PV nach DinSpec 91434, dass eine mehr oder weniger intensive Landwirtschaft in einem elektrischen Betriebsraum kontrolliert und meßbar betrieben werden muss, um die Bedingungen für die besondere Förderung zu erfüllen. Das ist nicht einfach und die Zukunft wird zeigen, ob das nicht zu kompliziert ist oder ob Unfälle zu oft auftreten.
Mein Fazit: die aktuelle Agri-PV nach DinSpec ist sehr kompliziert. Es fehlt eine sehr extensive Agri-PV, die den Naturschutz in der Anlage fördert und nicht auf landwirtschaftlichen Ertrag abzielt, sondern auf Biodiversitätssystemleistungen. Die bräuchte auch keine anderen Fördersätze als „normale PV-Freiflächenanlagen, sondern es wäre ausreichend, sie als ordnungsgemäße Form der Landwirtschaft im Sinne des Steuer-, Erb- und Agrarrechts einzstufen.
Antwort auf Ralf Schnitzlers Kommentar zur Sache:
Lieber Ralf,
Du schreibst: UND DIE ZUKUNFT WIRD ZEIGEN……
Die Realität hat uns aber schon gezeigt, dass genau diese Agri -PV mit ein Teil dieser Zukunft ist. Und dies eventuell auch direkt neben normalen PV Anlagen. Denn eines ist in der Zukunft sicher. Die Wetterphänomene werden auch bei uns zukünftig zunehmen. Ob dies nun in Form von Sturm, Extrem-Niederschlägen, oder extremer Hitze und Dürre in heißen Sommern ist. Und genau hier liegt der große Vorteil dieser Agri- PV Variante. Denn Agri- PV schützt die Kulturen vor diesen extremen Witterungsbedingungen durch Überdachung bei Hagel und starken Niederschlägen, und in heißen Sommern durch Wassereinsparung . Dies geschieht in Form von gezielter Tröpfchen-Bewässerung aus unterirdischen Vor-Ort-Zisternen, die wiederum von den starken Niederschlägen gefüllt werden. Siehe Studie des Frauenhofer-Instituts . Darum bin ich der Meinung, dass somit Freiflächen als auch Agri-PV gleichermaßen gezielt eingesetzt werden sollten. Die Biodiv-Solarparks auf ertragsschwachen Böden mit einer Bepflanzung für Bienen und Insekten für die Bestäubung der Kulturen, und die Agri-PV daneben auf ertragsstarken Böden . Denn eine Schale spanischer Erdbeeren verbraucht vor Ort ca. 300 Liter Wasser, zuzüglich billig gehaltener Arbeitskraft, KS-Verpackung, Flugverkehr, und das auch ( noch ! ) zu diktierten Dumping-Preisen in unseren Supermärkten ! Und dass wird in Zukunft so nicht mehr funktionieren lieber Ralf. Und alleine aus dieser Sichtweise heraus, bin ich stark der Meinung, dass auch die Agri-PV gerade was Sonder-Kulturen angeht, eine große Zukunft auf unseren Felder haben wird. Schau dir bitte einmal vor Ort am Tagebau-Garzweiler die Versuchsanstalt in Verbindung mit dem Frauenhofer-Institut an. Mich hat es überzeugt !
Ja, das Potential der Agri-PV kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden! Unbedingt sollte in diesem Kontext die Arbeit von Prof. Dr. Kerstin Wydra (Lehrstuhl „Pflanzenbau im Klimawandel“ an der Fachhochschule für angewandte Wissenschaften, Erfurt) beachtet werden. Einer ihrer zahlreichen Vorträge als Video: https://www.youtube.com/watch?v=s_0jSg0joBk
Erich Merkle sieht das Non plus ultra in der Kombination von Agri-PV mit Batteriespeicherung zwecks netzdienlicher Einspeisung. Wie im Kommentar von Detlef K. schon angesprochen, kann das aber nicht das Ende der Fahnenstange sein. Wo der Strom erzeugt wird, dort kann/sollte er auch verbraucht werden. Das ist doch einer der Riesenvorteile der erneuerbaren Energien und insbesondere der PV! Was im Straßenverkehr möglich ist, die Elektrifizierung mit erneuerbarem Strom, geht auch in der Landwirtschaft! E-Traktoren gibt es bereits. Die Elektrifizierung der Landwirtschaft durch selbst produzierten Strom – dafür sollten sich die Bauern und ihre Organisationen einsetzen, statt sich an der Vergangenheit mit ihrer Förderung des Dieselverbrauchs festzukrallen.
Die Landwirtschaft wird in vieler Hinsicht benachteiligt. Dass es immer wieder zu Ausbrüchen von Unzufriedenheit kommt, verwundert nicht. Die Lösung besteht darin, dass sich mehr und mehr Betriebe durch Agri-PV und Eigenverbrauch des selbst erzeugten Stroms energieautark machen. Das fördert das Selbstbewusstsein und damit auch die Selbstzufriedenheit ungemein.
Agri-PV nur als weiteres „Exportprodukt“ zu sehen, ist deutlich zu kurz gesprungen.
Wir brauchen die Elektrifizierung der gesamten Landwirtschaft, vom Trecker (*1) bis zur letzten fossilen Landmaschine.
In ca. 2-3 Jahren fallen die ersten großen Dachflächen der Landwirte aus der EEG Vergütung.
Warum nicht ein Batteriewechselsystem entwickeln, während der 1. Batterieblock auf’m Feld ist, werden die nächsten bereits geladen.
Es ist ein „summer job“, von Ostern bis Oktoer scheint die Sonne, Energieertrag dürfte kein Probem werden. Und in den 3 dunklen Monaten Nov – Jan wird vor Ort deutlich weniger benötigt, aber wir alle können dann PV Strom brauchen, somit eine win-win Situation.
die Diskussion über Agro-Diesel ist so etwas von retro !
1* Es muß ja nicht gleich mit dem 260 PS Trecker anfangen.
Wechselakku ist unnötig. Die Ladeleistung von 1000kW je Stunde ist doch wohl ausreichend oder nicht?
500kWh Akku in einer halben Stunde voll. Schlepper mit 150l tanken geht auch nicht viel schneller.
Desweiteren geht die Entwicklung durch autonome LW ja eher auf kleinere Geräte in 24/7 Einsatz hin.
Meiner Meinung nach ist dieser Arardiesel Mist völlig überflüssig.
Förderung umwandeln auf E Schlepper,fertig.