Ein internationales Forschungsteam hat die Vorteile des Einsatzes bewertetAgri-PV-Anlage in Kenia und Tansania.
„Trotz des enormen Potenzials für PV in Ostafrika und der dringenden Anforderungen an die Ernährungssicherheit besteht das Potenzial fürAgri-PV-Anlagein der Region noch nicht erforscht. Darüber hinaus unterscheiden sich einige unserer Ergebnisse deutlich von anderen Studien, die anderswo, beispielsweise in Europa, durchgeführt wurden, was vor allem auf die Unterschiede im Klima zurückzuführen ist“, sagte Richard Randle-Boggis, korrespondierender Autor der Studie. „Wir waren überrascht, wie gut Mais abgeschnitten hat.“ , nicht nur, weil wir unter der Beschattung der Solarpaneele geringere Erträge erwartet hatten, sondern weil es sich um eine so wichtige Kulturpflanze für die Region handelt.“
„Wir haben auch herausgefunden, dass während einer heißen Periode mehr Pflanzen unter den Paneelen überlebt haben, was möglicherweise darauf hindeutet.“Agri-PV-Anlage„könnte Nutzpflanzen vor den für die Zukunft vorhergesagten schwierigeren Klimabedingungen schützen“, fügte Randle-Boggis hinzu. Das Team hatte mit Einsparungen beim Wasserverbrauch gerechnet, sah aber, dass dies zu „mehr Ernte pro Tropfen“ führt, da einige Nutzpflanzen bei der Nutzung höhere Erträge erzielen weniger Bewässerung „war eine wirklich aufregende Erkenntnis.“
Das Forschungspapier „Die Sonne zweimal ernten: Energie, Nahrung und Wasser profitieren von Agri-PV in Ostafrika“, verfügbar inBewertungen zu erneuerbaren nachhaltigen Energien,sagt, dass es in Afrika südlich der Sahara derzeit an Forschung zu den Vorteilen der Agri-PV für den Zusammenhang zwischen Nahrung, Energie und Wasser mangelt.
Das Forschungspapier enthält Daten zu Stromproduktion, Ernteleistung, Bewässerung und Umweltparametern, die von den beiden Systemen gesammelt wurden: einer netzunabhängigen 36,6-kW-Anlage in Morogoro im Osten Tansanias, am Sitz der Landwirtschaftsorganisation Sustainable Agriculture Tanzania (SAT); und eine netzgebundene Anlage mit 62,1 kW in Isinya im Süden Kenias, am Hauptsitz des Agrarunternehmens Latia Agribusiness Solutions (LAS).
Beide Arrays wurden 3 m über dem Boden errichtet und haben eine Paneldichte von 50 %. Sie verfügen jeweils über 345-W-Solarmodule, die in Dreiergruppen verbunden und um 10 Grad nach Norden geneigt sind. Diese wurden laut dem Papier ausgewählt, um einen ausreichenden Wasserabfluss zu ermöglichen und die Verschmutzung der Module zu reduzieren. Ein Regenwassernutzungssystem mit Dachrinnen an den Unterkanten der Solarmodule wurde installiert, um Regenwasser und Panel-Reinigungswasser in Speichertanks zu leiten, was die bestehenden zentralen Bewässerungssysteme ergänzt.
Zwischen Juni 2022 und Mai 2023 erzeugte das tansanische System 12,55 MWh Strom, was nach Schätzungen der Forscher einer jährlichen Einsparung von 5.310 US-Dollar gegenüber Strom aus dem nationalen tansanischen Netz entspricht. In Kenia erzeugte das System 30,13 MWh, was 56 % des jährlichen Stromverbrauchs von LAS entspricht. Die Forscher geben an, dass dies eine Einsparung von 5.725 US-Dollar gegenüber dem Netzpreis bedeutet, fügten jedoch hinzu, dass das System bei voller Auslastung Einsparungen von mehr als 18 US-Dollar generieren könnte.000
Die Forscher analysierten acht Arten des Pflanzenwachstums am Standort Tansania und vier Arten des Pflanzenwachstums in Kenia. Einige Nutzpflanzen, wie Mais, Mangold und Bohnen, gediehen unter der Agri-PV, aber dem Forschungsbericht zufolge erzielten selbst diejenigen, die geringere Erträge erzielten, dennoch die erwarteten wirtschaftlichen Erträge für die Region.
Die Überlebensfähigkeit der Pflanzen während warmer Perioden verbesserte sich durch die Agri-PV-Anlage. Die Beschattung durch Paneele trug auch zu höheren Erträgen einiger Nutzpflanzen bei und trug dazu bei, den Bewässerungsbedarf zu senken, während die Regenwassernutzung aus dem Abfluss von Paneelen den Bewässerungsbedarf weiter reduzierte. Der Schatten trug auch dazu bei, den Wasserverlust durch Verdunstung zu reduzieren.
„Durch die Beschattung von Nutzpflanzen mit Sonnenkollektoren haben wir ein Mikroklima geschaffen, das dazu beitrug, dass bestimmte Nutzpflanzen mehr produzierten, sie aber auch Hitzewellen besser überstanden und die Beschattung dazu beitrug, Wasser zu sparen, was in einer vom Klimawandel stark bedrohten Region von entscheidender Bedeutung ist“, sagte er Professor Sue Hartley, leitende Autorin der Studie.
Abschließend heißt es in dem Forschungsbericht, dass Agri-PV, ob netzgebunden oder netzunabhängig, mehrere Nachhaltigkeitsziele in Ostafrika gleichzeitig erreichen kann, indem sie zur Energiesicherheit, einer klimaresistenten Nahrungsmittelproduktion und dem Wasserschutz in der Region beiträgt. „Diese Technologie könnte daher erhebliche Vorteile für Regierungen und Entscheidungsträger bieten, die Entwicklungsinvestitionen optimieren möchten, um eine maximale Wirkung zu erzielen“, fügt das Papier hinzu.
Es verdeutlicht aber auch, dass einige Ergebnisse der Studie im Widerspruch zu denen stehen, die bereits in der Agrar-PV-Forschung in gemäßigten Regionen gefunden wurden. „Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass es keine Einheitslösung gibt“, sagte Dr. Richard Randle-Boggis, Hauptautor der Studie. „Wir müssen diese Systeme an bestimmte Standorte anpassen, insbesondere in heißen und trockenen Klimazonen.“
Das internationale Forschungsteam wurde von der University of Sheffield in Zusammenarbeit mit dem Center for International Forestry Research and World Agroforestry und der University of Arizona geleitet.
