Unter rosafarbenen Solarmodulen wuchs Brokkoli, während dieselbe Parzelle weiterhin Strom erzeugte.
Diese Verbindung hat einen Namen: Agrivoltaik. Das Prinzip besteht darin, Photovoltaikmodule über oder in der Nähe von Kulturen zu installieren, um dieselbe Fläche für zwei Produktionen zu nutzen. Zu viel Schatten kann jedoch das Pflanzenwachstum verlangsamen und die Erträge verringern.
Brokkoli, der unter halbtransparenten, farbigen Photovoltaikmodulen auf dem Hof Kärrbo Prästgård in Schweden angebaut wird.
Bildnachweis: Silvia Ma Lu.
Forschende testeten einen anderen Ansatz mit halbtransparenten Photovoltaikmodulen in Magenta. Sie bestehen aus Cadmiumtellurid, absorbieren bestimmte Wellenlängen, um Strom zu erzeugen, und lassen einen Teil des Lichts zu den darunter angebauten Pflanzen durch.
Bei dem Versuch wurde Brokkoli unter diesen Modulen mit anderem Brokkoli verglichen, der direkt in der Sonne wuchs. Trotz der Verringerung und Veränderung des einfallenden Lichts erreichte das unter den Photovoltaikmodulen geerntete Gemüse eine mit der Kontrollgruppe vergleichbare Größe.
Ihr Wachstum benötigte jedoch mehr Zeit. Der von den Modulen geschützte Brokkoli erreichte die Reife etwa 25 Tage später.
Die Pflanzen nutzten das verfügbare Licht dagegen deutlich effizienter. Die Forschenden berechnen unter den Modulen eine etwa 4,5-mal höhere Lichtnutzungseffizienz. Die Blätter passen sich ihrer Lichtumgebung an und können ihre Funktionsweise verändern, wenn sie weniger Strahlung erhalten.
Die Magentafarbe ist nicht nur dekorativ. Pflanzen nutzen nicht alle Wellenlängen für die Photosynthese gleich effizient. Ein halbtransparentes Modul kann daher so konzipiert werden, dass es einen Teil des Sonnenspektrums entnimmt und gleichzeitig Licht durchlässt, das von den Kulturen weiterhin genutzt werden kann.
Der Nutzen muss auf der gesamten Anbaufläche getestet werden. Auch wenn Stromerzeugung und Ernte jeweils für sich genommen nicht maximal sind, kann ihre Kombination die Gesamtproduktivität der Fläche steigern. Schatten kann in bestimmten Regionen auch die Verdunstung verringern, aber dieser Vorteil hängt stark vom Klima und der Kulturpflanze ab.
Die Forschenden wollen nun weitere Pflanzen und verschiedene Modulfarben testen. Eine Salatpflanze, eine Tomate oder eine Getreideart reagiert auf die Menge und das Spektrum des Lichts nicht genauso wie Brokkoli.