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Was sind bifaziale Module in der Agri-PV?
Bifaziale Module sind Solarmodule, die sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite Strom erzeugen können. Während die Vorderseite direktes Sonnenlicht nutzt, wandelt die transparente Rückseite vom Boden reflektiertes und diffuses Licht in Strom um. In Agri-PV-Anlagen erzielen bifaziale Module dadurch je nach Bauform und Untergrund 10 bis 25 Prozent Mehrertrag gegenüber herkömmlichen monofazialen Modulen.
Inhaltsverzeichnis
Bifaziale Module auf den Punkt gebracht
- Beidseitige Stromerzeugung: Vorder- und Rückseite des Moduls sind photoaktiv
- Mehrertrag: 10 bis 25 Prozent zusätzlicher Ertrag bei freistehender Montage und reflektierendem Untergrund
- Ideal für Agri-PV: Hochgeständerte und vertikale Anlagen können das volle Potenzial ausschöpfen
- Bauform: Meist als Glas-Glas-Module ausgeführt, dadurch langlebiger und stabiler
Wie funktionieren bifaziale Module?
Im Unterschied zu monofazialen Standard-Modulen, deren Rückseite mit einer lichtundurchlässigen Folie versiegelt ist, besitzen bifaziale Module eine transparente Rückseite aus Glas oder Folie. Dadurch können die Solarzellen Licht von beiden Seiten aufnehmen und in elektrische Energie umwandeln. Die Vorderseite nutzt direktes Sonnenlicht, während die Rückseite hauptsächlich diffuses und vom Boden reflektiertes Licht verwertet.
Wie viel Strom die Rückseite tatsächlich produziert, hängt von zwei zentralen Faktoren ab: dem Albedo-Wert des Untergrunds und dem Bifazialitätsfaktor des Moduls. Beide Größen entscheiden darüber, ob sich der Einsatz wirtschaftlich lohnt.
Bifaziale Module entfalten ihren Mehrwert nur dort, wo die Rückseite freien Zugang zu reflektiertem Licht hat. In hochgeständerten oder vertikalen Agri-PV-Anlagen sind diese Bedingungen ideal erfüllt.
Albedo-Wert und Bifazialitätsfaktor verstehen
Der Albedo-Wert
Der Albedo-Wert beschreibt, wie stark eine Oberfläche Sonnenlicht reflektiert. Je heller und reflektierender der Untergrund, desto mehr Licht erreicht die Modulrückseite. Typische Werte:
- Wiesenflächen: 10 bis 30 Prozent
- Helle Sand- oder Schotterflächen: 30 bis 40 Prozent
- Frisch gefallener Schnee: 75 bis 95 Prozent
- Tiefes Wasser: rund 10 Prozent
Der Bifazialitätsfaktor
Der Bifazialitätsfaktor gibt an, wie effizient die Rückseite eines Moduls im Vergleich zur Vorderseite Strom erzeugt. Heute übliche Werte liegen zwischen 70 und 95 Prozent, abhängig von der eingesetzten Zelltechnologie:
- PERC-Zellen: 70 bis 80 Prozent
- TOPCon-Zellen: 80 bis 90 Prozent
- Heterojunction-Zellen (HJT): 85 bis 95 Prozent
Ein TOPCon-Modul mit einem Bifazialitätsfaktor von 85 Prozent erzeugt auf der Rückseite also bis zu 85 Prozent jener Leistung, die die Vorderseite unter denselben Lichtbedingungen liefern würde.
Warum eignen sich bifaziale Module besonders für Agri-PV?
In der Agri-Photovoltaik entfalten bifaziale Module ihren Vorteil besonders deutlich. Anders als auf flach montierten Dachanlagen erfüllen Agri-PV-Systeme alle Voraussetzungen, die für hohen rückseitigen Ertrag nötig sind: ausreichend lichte Höhe, freie Rückseite und reflektierender Untergrund unterhalb der Module.
Hochgeständerte Systeme
Bei horizontalen Agri-PV-Systemen mit lichten Höhen ab 2,10 Metern und großzügigen Reihenabständen erreicht reflektiertes Licht die Modulrückseite ungehindert. Grünland, Stoppeläcker oder helle Bodenstreifen unterhalb der Module wirken als natürliche Reflexionsfläche.
Vertikale Systeme
In vertikalen Agri-PV-Anlagen sind bifaziale Module die technische Standardlösung. Die senkrechte Aufstellung in Nord-Süd-Ausrichtung sorgt dafür, dass beide Modulseiten morgens beziehungsweise abends direktes Sonnenlicht erhalten. Daraus ergibt sich ein gleichmäßigeres Einspeiseprofil mit Erzeugungsspitzen außerhalb der Mittagsstunden.
Nachgeführte Systeme
Auch in Kombination mit Nachführsystemen liefern bifaziale Module zusätzlichen Ertrag. Während der Tracker die Vorderseite optimal zur Sonne ausrichtet, profitiert die Rückseite vom reflektierten Licht des darunterliegenden Bewuchses oder Bodens.
Bifaziale Module und Glas-Glas-Bauweise
Die meisten bifazialen Module werden als Glas-Glas-Module ausgeführt. Statt einer Kunststoffrückseite mit Aluminiumrahmen sitzt hinter den Solarzellen eine zweite Glasscheibe. Das macht das Modul etwas schwerer, bringt aber wesentliche Vorteile mit sich:
- Höhere Lebensdauer: Hersteller geben häufig 30 Jahre Produktgarantie
- Geringere Degradation: Weniger Leistungsverlust pro Jahr als bei Folien-Modulen
- Bessere mechanische Stabilität: Wichtig in landwirtschaftlich intensiv bearbeiteten Umgebungen
- Hagel- und Wetterresistenz: Relevant für Anlagen, die jahrzehntelang den Witterungen ausgesetzt sind
Wichtig zu wissen: Glas-Glas-Bauweise und Bifazialität sind technisch zwei unterschiedliche Konzepte. Nicht jedes Glas-Glas-Modul ist automatisch bifazial – aber nahezu jedes bifaziale Modul ist als Glas-Glas-Modul ausgeführt, weil nur diese Konstruktion die transparente Rückseite ermöglicht.
Wirtschaftlichkeit bifazialer Module in Agri-PV
Bifaziale Module sind in der Anschaffung typischerweise rund 10 bis 15 Prozent teurer als vergleichbare monofaziale Module. Bei TOPCon-Technologie nähern sich die Preise jedoch zunehmend an, sodass die Mehrkosten weiter sinken. Über die Lebensdauer betrachtet, schneiden bifaziale Module in der Regel besser ab: Der Mehrertrag senkt die Stromgestehungskosten und verbessert damit die Amortisationszeit der Gesamtanlage.
Für Agri-PV-Projekte bedeutet das konkret: Im Pachtmodell profitiert der Landwirt indirekt vom höheren Stromertrag, da die Umsatzbeteiligung an die Erträge der Photovoltaik-Anlage gekoppelt ist. Gleichzeitig steigt die Wirtschaftlichkeit für den Anlagenbetreiber, was wiederum stabile Pachtkonditionen über die gesamte Vertragslaufzeit absichert.
Wann lohnen sich bifaziale Module nicht?
Trotz aller Vorteile sind bifaziale Module nicht in jedem Projekt die wirtschaftlich beste Wahl. Geringer Mehrertrag ist zu erwarten, wenn:
- Die Module sehr flach und nah am Boden montiert sind
- Die Unterkonstruktion die Rückseite stark verschattet
- Der Untergrund dunkel ist und wenig Licht reflektiert
- Eine bauliche Verschattung der Rückseite unvermeidbar ist
In solchen Fällen können monofaziale Module die wirtschaftlich klarere Lösung sein.
Häufig gestellte Fragen
Grundsätzlich eignen sich die meisten Flächen, auf denen Landwirtschaft betrieben wird. Problematisch sind Flächen in bestimmten Naturschutzgebieten, wie bspw. Vogelschutzgebiet oder Flora-Fauna-Habitat. Ein wirtschaftlicher Betrieb der Agri-PV Anlage ist je nach Standort, Flächenstruktur und Netzinfrastruktur oft aber erst ab einer bestimmten Flächengröße möglich: Jede landwirtschaftliche Fläche bis 2,5ha in Hofnähe sowie Grünland ab 5 ha und Acker ab 10ha.
Generell kann die Fläche bei Agri-PV sowohl als Dauergrünland als auch für Ackerbau oder den Anbau von Dauerkulturen genutzt werden. Bei bodennahen nachgeführten Agri-PV-Systemen ist der Anbau von hochwachsenden Pflanzen ab einer Wuchshöhe von 1,50m (z.B. Mais, Sonnenblumen) problematisch, da diese die Module verschatten und somit den Stromertrag reduzieren können.
Grundsätzlich kann Agri-PV auch mit Nutztierhaltung kombiniert werden. Hier bieten sich insbesondere hoch aufgeständerte Solaranlagen sowie nachgeführten Tracker Systemen Module an. Die Anlage und die Nutztierhaltung muss in einem landwirtschaftlichen Gesamtkonzept umgesetzt werden, aus dem ersichtlich ist, dass die Nutztiere von der Anlage profitieren.
Die Breite des Bewirtschaftungsstreifens bei Agri-PV-Anlagen liegt typischerweise zwischen 9 und 12 Metern, abhängig von der Bewirtschaftungsform. Unter den Modulen wird ein 1–2 Meter breiter Biodiversitätsstreifen angelegt, der zur ökologischen Aufwertung dient und als Pufferzone rechts und links zur Modulaufständerung fungiert. Mindestens 9 Meter Arbeitsbreite sind notwendig, um Verschattungen zwischen den Modulreihen zu vermeiden und sicherzustellen, dass gemäß DIN SPEC 91434 auf Ackerflächen mindestens 85 % und auf Grünland mehr als 90 % der Fläche bewirtschaftet werden können. Der Reihenabstand wird so gewählt, dass er sowohl die statischen Anforderungen (z.B.: Windlasten) als auch eine ausreichende Energieerzeugung und eine effiziente landwirtschaftliche Nutzung ermöglicht.
Selbstverständlich bringt der Aufbau einer Agri-PV-Anlage gewisse Einschränkungen für die Bearbeitung des Feldes mit sich. Diese sind jedoch aufgrund der individuell auf Ihre Bedürfnisse abgestimmten Reihenabstände (i.d.R. 11-14 m; auch größer möglich), die an die Größe der Maschinen angepasst werden können, überschaubar. Zudem bleibt das Vorgewende erhalten mit einer Breite, die individuell mit Ihnen abgestimmt wird.
Nach derzeitigen Erkenntnissen (v.a. Studien des Frauenhofer ISE und Technologieförderzentrum Bayern) gibt es – je nach Reihenabstand, Feldfrucht und konkreten Wetterbedingungen – z.T. leicht positiven, z.T. leicht negative Auswirkungen auf Menge und Qualität des Ertrags. Hervorzuheben ist jedoch, dass die Vorgaben, die für die gesetzliche Förderung nach dem EEG erfüllt sein müssen (Erzielen von 66 % des landwirtschaftlichen Referenzertrags, s. DIN SPEC 91434), in allen Versuchen unproblematisch erreicht wurden.
Agri-PV-Anlagen tragen wesentlich zur ökologischen Aufwertung landwirtschaftlicher Flächen bei. Sie bieten Schutz vor Winderosion, indem die Solarmodule als Barriere wirken und den Boden stabilisieren. Zudem schützen sie vor Extremwetterphänomenen wie Hagel und Starkregen, wodurch Schäden an Erntepflanzen minimiert werden. Die teilweise Beschattung der Pflanzen verhindert Austrocknung, erhöht die Bodenfeuchtigkeit und kann in heißen Sommern zu gesteigerten Erträgen führen. Darüber hinaus erhalten Agri-PV-Anlagen der Fläche eine „Pause“ von intensiver Landwirtschaft, was die Bodengesundheit fördert und die Biodiversität unterstützt.
Grundsätzlich lässt sich das sehr klar unterscheiden – je nachdem, ob es sich um eine kleinere privilegierte Agri-PV-Anlage bis ca. 2,5 ha oder um eine großskalige Agri-PV-Anlage handelt:
Kleinere Anlagen bis ca. 2,5 ha (privilegiert nach § 35 Abs. 9 Nr. 1 BauGB):
Diese Anlagen sind planungsrechtlich privilegiert und benötigen daher kein Bauleitplanverfahren gemeinsam mit der Gemeinde. In der Regel reicht ein Bauantrag beim zuständigen Landratsamt.
Wenn die Kriterien Hofnähe, direkt-räumlich funktionaler Zusammenhang zur Hofstelle sowie eine Anlage pro Hofstelle erfüllt sind, ist eine Genehmigung innerhalb von ca. 4 Monaten grundsätzlich möglich.
Große Agri-PV-Anlagen:
Bei größeren Projekten ist der Prozess in der Regel umfangreicher und umfasst häufig ein Bauleitplanverfahren (Flächennutzungsplan/Bebauungsplan) inklusive der dazugehörigen Gutachten und Beteiligungen (z. B. Umweltprüfung, Artenschutz, Fachbehörden, Öffentlichkeit).
Wir übernehmen die Koordination der gesamten Schritte, binden Behörden und Fachgutachter ein und sorgen für eine saubere, prüffähige Dokumentation. Die Dauer variiert entsprechend – von mehreren Monaten (bei kleineren Anlagen, je nach Rahmenbedingungen) bis länger bei großskaligen Projekten. Parallel läuft meist die Klärung der Netzanbindung, die den Zeitplan wesentlich beeinflussen kann.
Artenschutz und Biodiversität sind fester Bestandteil unserer Projektentwicklung. Wir prüfen frühzeitig, welche Schutzgüter betroffen sein können (z. B. Brutvögel, Feldhamster, Fledermäuse oder Biotope) und stimmen die Vorgehensweise mit den zuständigen Behörden und Gutachtern ab. Wenn nötig, werden Kartierungen über geeignete Zeiträume durchgeführt und konkrete Maßnahmen eingeplant – etwa Schutz- und Rückzugsräume, angepasste Pflegekonzepte oder Bauzeitenregelungen. Ziel ist eine Lösung, die Landwirtschaft und Natur gleichermaßen berücksichtigt.
Nein — Agri-PV ist darauf ausgelegt, die landwirtschaftliche Nutzung zu erhalten und die Fläche jederzeit in den Ursprungszustand zurückzuversetzen. In der Regel werden keine Fundamente gegossen: Die Unterkonstruktion wird gerammt, sodass keine dauerhafte Bodenversiegelung entsteht, sondern nur temporäre und sehr punktuelle Eingriffe (typischerweise < 1 % der Fläche).Die Fläche bleibt weiterhin bewirtschaftbar, und durch angepasste Pflege- und Nutzungskonzepte können je nach Standort sogar positive Effekte entstehen – etwa Bodenschutz, Mikroklima-Vorteile und mehr Biodiversität. Außerdem ist die Anlage grundsätzlich vollständig rückbaubar; das ist vertraglich geregelt.
Nein. Bifaziale Module liefern nur dann nennenswerten Mehrertrag, wenn die Rückseite ausreichend Licht erhält. In hochgeständerten oder vertikalen Agri-PV-Anlagen mit freiem Untergrund ist das fast immer der Fall. Bei flach montierten Anlagen mit verschatteter Rückseite oder dunklem Untergrund kann ein monofaziales Modul wirtschaftlich besser abschneiden.
Der Bifazialitätsfaktor gibt an, wie viel Leistung die Rückseite im Verhältnis zur Vorderseite erzeugt. Liegt er bei 85 Prozent, produziert die Rückseite unter gleichen Lichtbedingungen 85 Prozent der Vorderseitenleistung. Moderne TOPCon- und HJT-Module erreichen heute Werte zwischen 80 und 95 Prozent.
Da bifaziale Module einen Teil des Lichts auf der Rückseite einfangen, verringern sie die Lichtreflexion zurück in die Umgebung etwas. Die direkte Verschattungswirkung auf die Pflanzen entspricht aber weitgehend der herkömmlicher Module. Entscheidend für die Kulturverträglichkeit bleibt die Geometrie der Anlage, also Modulhöhe, Reihenabstand und Neigung.
Ja. Glas-Glas-Module weisen eine geringere jährliche Degradation auf und sind mechanisch belastbarer. Hersteller geben häufig 30 Jahre Produktgarantie statt der bei Folien-Modulen üblichen 12 bis 15 Jahre. Gerade in landwirtschaftlichen Umgebungen mit Maschinenverkehr und Witterungsbelastung ist das ein klarer Vorteil.
Nein. Die DIN SPEC 91434 macht keine Vorgaben zur Modultechnologie, sondern definiert Anforderungen an die Doppelnutzung – etwa zum maximalen Flächenverlust und zum landwirtschaftlichen Mindestertrag. Ob monofaziale oder bifaziale Module verwendet werden, entscheidet allein die wirtschaftliche und technische Projektplanung.
Durch die der Sonne folgenden Tracker produzieren Agri-PV Anlagen deutlich mehr Strom ("Volllaststunden") als konventionelle Freiflächen-PV Anlagen. Je nach Standort können problemlos 1.400 kWh/kW im Jahr erzeugt werden.
Durch die der Sonne folgenden Tracker produzieren Agri-PV Anlagen vermehrt Strom in den Morgen- und Abendstunden. In diesen Zeiten ist der Strombedarf bereits hoch, da die Industrie schon/noch Strom benötigt, während das Stromangebot durch die vor allem nach Süden ausgerichteten Freiflächen- und Dachanlagen noch gering ist. Agri-PV Anlagen können dann stark von den hohen Strompreisen profitieren.
Unter dem Erneuerbaren Energien Gesetz (EEG) bekommen Agri-PV Anlagen wegen ihrem netzdienlichem und sozialverträglichem Konzept eine höhere Vergütung als konventionelle Freiflächen-PV Anlagen.
Die Pachtverträge für unsere Anlagen laufen mind. 30 Jahre, wobei hier die letzten 10 Jahre durch die in der Regel dann zurückgeführte Finanzierung am ertragreichsten sind. Nach Ablauf der 30 Jahre müssen mit den Flächeneigentümern neue Pachtverträge abgeschlossen werden, damit die Anlage weiter Strom produzieren kann.
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