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Horizontale Agri-PV-Systeme: Aufbau & Vorteile
Horizontale Agri-PV-Systeme bezeichnen die in Deutschland am häufigsten eingesetzte Bauform der Agri-Photovoltaik. Die Solarmodule verlaufen parallel zum Boden und werden auf Trägerstrukturen montiert, die Reihenabstände von typischerweise 9 bis 15 Metern und eine lichte Höhe von mindestens 2,10 Metern aufweisen. Unter und zwischen den Modulreihen bleibt die landwirtschaftliche Bewirtschaftung mit konventionellen Maschinen vollständig möglich.
Inhaltsverzeichnis
Horizontale Agri-PV-Systeme auf den Punkt gebracht
- Bauform: Module parallel zum Boden, montiert auf hochgeständerten Trägerkonstruktionen
- Reihenabstand: typischerweise 9 bis 15 Meter, abgestimmt auf den Maschinenpark des Betriebs
- Lichte Höhe: mindestens 2,10 Meter nach DIN SPEC 91434 Kategorie I
- Verbreitung: mit Abstand häufigste Bauform der Agri-Photovoltaik in Deutschland
- Kulturen: geeignet für Ackerbau, Grünland, Sonderkulturen und Weidehaltung
Wie ist ein horizontales Agri-PV-System aufgebaut?
Bei horizontalen Agri-PV-Systemen werden die Solarmodule auf einer Trägerkonstruktion parallel oder leicht geneigt zum Boden in Reihen montiert. Die Pfosten der Unterkonstruktion werden über Rammprofile oder Schraubfundamente im Boden verankert, sodass kein Beton-Fundament nötig ist und der Rückbau am Ende der Laufzeit rückstandsarm erfolgen kann.
Die Reihenabstände liegen typischerweise zwischen 9 und 15 Metern. Diese großzügige Anordnung ermöglicht es, dass Traktoren, Mähdrescher und Pflüge ungehindert zwischen den Modulreihen hindurchfahren. Die lichte Höhe beträgt mindestens 2,10 Meter.
Nach DIN SPEC 91434 zählen horizontale, hochgeständerte Anlagen zur Kategorie I: Die Bewirtschaftung findet unter der Anlage statt, und der Flächenverlust durch Aufständerung darf maximal 10 Prozent betragen. Bodennahe horizontale Systeme fallen in Kategorie II mit einer Bewirtschaftung zwischen den Modulreihen und einem Flächenverlust von maximal 15 Prozent.
Horizontale Agri-PV-Systeme sind in der Praxis die bislang häufigste Form von Agri-PV-Anlagen. Sie verbinden bewährte PV-Technik mit einer landwirtschaftlich kompatiblen Aufständerung, die individuell auf den Maschinenpark des Betriebs abgestimmt wird.
Welche Varianten horizontaler Systeme gibt es?
Statische Systeme mit fester Süd- oder Ost-West-Ausrichtung
Die einfachste und kostengünstigste Variante. Die Module sind in einem festen Winkel installiert, üblicherweise zwischen 15 und 25 Grad. Süd-Ausrichtungen maximieren die Mittagsleistung, Ost-West-Konfigurationen verteilen die Erträge gleichmäßiger über den Tag und verringern die Mittagsspitze. Statische Systeme eignen sich besonders für Dauerkulturen, Obstbau und Sonderkulturen, bei denen die Anlage zugleich als Witterungsschutz wirkt.
Nachgeführte Systeme (Tracker)
Die fortschrittlichste Variante horizontaler Anlagen nutzt einachsige Tracker, die den Neigungswinkel der Module dynamisch an den Sonnenstand anpassen. Sie bewegen sich entlang einer Nord-Süd-Achse mit bis zu 70 Grad Neigung. Vorteile gegenüber starren Systemen:
- 20 bis 30 Prozent mehr Volllaststunden durch optimale Sonnennachführung
- Gleichmäßigeres Einspeiseprofil über den Tag, weniger Abregelung
- Module lassen sich per Fernsteuerung flach stellen, etwa für Erntefahrten oder Hagelschutz
- Höherer Direktstromanteil am Markt zu wirtschaftlich relevanten Zeiten
Glas-Glas-Module und semitransparente Module
Zunehmend kommen Glas-Glas-Module zum Einsatz, die durch ihre höhere Lebensdauer und Witterungsbeständigkeit besonders für Agri-PV geeignet sind. Bei Sonderkulturen wie Beerenobst oder Wein werden teils auch bifaziale oder semitransparente Module eingesetzt, um eine gezielte Lichtdurchlässigkeit für die Pflanzen zu gewährleisten.
Welche Vorteile bieten horizontale Systeme?
Bewährte Technik und hohe Flächenleistung
Horizontale Agri-PV-Systeme erreichen pro Hektar eine installierte Leistung von typischerweise 0,6 bis 0,9 MWp – deutlich mehr als vertikale Anlagen. Bei hochgeständerten Konzepten mit Tracker-Systemen können nach Berechnungen des Fraunhofer ISE mit etwa vier Prozent der deutschen Agrarflächen rund 500 Terawattstunden Strom pro Jahr erzeugt werden, was rund 90 Prozent des heutigen Strombedarfs in Deutschland entspricht.
Mikroklima und Schutzfunktion
Unter den Modulreihen entsteht ein Teilverschattungsbereich, der bei sensiblen Kulturen wie Salat, Spinat oder Beerenobst sogar Vorteile bietet:
- Reduzierte Bodenerwärmung und geringere Wasserverdunstung
- Schutz vor Hagel, Starkregen und Sonnenbrand bei Früchten
- Reduzierter Hitzestress bei Weidetieren durch beschattete Liegeflächen
- Stabilere Mikroklimabedingungen in zunehmend trockenen Sommern
Erhalt der Bewirtschaftbarkeit
Durch die großzügige Aufständerung bleibt die Fläche mit dem vorhandenen Maschinenpark vollständig bewirtschaftbar. Der Ackerstatus bleibt erhalten, GAP-Förderfähigkeit und erbschaftssteuerliche Privilegierung greifen weiter.
Wo liegen die Grenzen horizontaler Systeme?
Im Vergleich zur klassischen Freiflächen-Photovoltaik sind die Investitionskosten höher: Die Aufständerung mit lichter Höhe und größeren Reihenabständen verursacht laut Fraunhofer ISE Mehrkosten von rund 20 bis 40 Prozent gegenüber Standard-Freiflächenanlagen. Die größere Höhe der Konstruktion erhöht zudem die Anforderungen an Statik und Windlast.
Im Vergleich zu vertikalen Systemen erzeugen horizontale Anlagen ein klassisches Einspeiseprofil mit Mittagsspitze – bei statischen Süd-Anlagen kann das in einspeiseintensiven Stunden zu Erlöseinbußen führen. Tracker-Systeme glätten dieses Profil deutlich und sind daher bei größeren Projekten oft die wirtschaftlich attraktivste Option.
Welche Kulturen eignen sich besonders?
Horizontale Agri-PV-Systeme sind besonders flexibel einsetzbar. Nach DIN SPEC 91434 sind alle vier landwirtschaftlichen Nutzungskategorien möglich:
- Dauerkulturen: Obstbau, Beerenobst, Weinbau und Hopfen profitieren vom integrierten Witterungs- und Sonnenschutz
- Ackerkulturen: Getreide, Kartoffeln, Soja, Gemüse – Pilotprojekte zeigen stabile bis leicht erhöhte Erträge
- Dauergrünland mit Schnittnutzung: Wiesen und Weiden mit reduzierter Hitzebelastung und stabilerer Wasserversorgung
- Weidehaltung: Rinder, Schafe und Geflügel mit verbessertem Tierwohl durch Schattenflächen
Praxisbeispiele aus Deutschland
Die Pilotanlage Heggelbach am Bodensee – 2016 unter Federführung des Fraunhofer ISE errichtet – ist eines der bekanntesten Beispiele für hochgeständerte horizontale Agri-PV. Auf 0,3 Hektar wurden Kartoffeln, Sellerie, Kleegras und Winterweizen unter den Modulen angebaut. Im zweiten Versuchsjahr stiegen die Erträge bei Kartoffeln um bis zu 11 Prozent, bei Sellerie um 12 Prozent gegenüber der Referenzfläche. Die Flächeneffizienz erreichte 160 Prozent.
In Althegnenberg (Bayern) läuft seit 2020 die erste kommerzielle Agri-PV-Anlage mit einachsigem Tracker-System in Deutschland. Die Anlage zeigt eindrücklich, dass nachgeführte horizontale Systeme nicht nur den Stromertrag steigern, sondern auch die Bewirtschaftung aktiv unterstützen können.
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.
Bei horizontalen Systemen verlaufen die Module parallel zum Boden auf einer aufgeständerten Konstruktion, sodass die Bewirtschaftung darunter stattfindet. Vertikale Systeme stehen senkrecht in Nord-Süd-Reihen, und die Bewirtschaftung erfolgt zwischen den Reihen. Horizontale Anlagen erreichen meist eine höhere installierte Leistung pro Hektar, vertikale Systeme erzeugen morgens und abends mehr Strom.
Typische Reihenabstände liegen zwischen 9 und 15 Metern. Die genaue Wahl richtet sich nach dem Maschinenpark des Betriebs und der angebauten Kultur. Größere Abstände erleichtern die Bearbeitung, reduzieren jedoch die installierte Leistung pro Hektar. Im Obstbau sind teils engere Abstände möglich, weil dort kleinere Maschinen zum Einsatz kommen.
Hochgeständerte horizontale Agri-PV-Systeme verursachen laut Fraunhofer ISE rund 20 bis 40 Prozent höhere Investitionskosten als Standard-Freiflächen-Photovoltaik. Die Mehrkosten resultieren vor allem aus der aufwändigeren Stahl-Unterkonstruktion und der größeren Bauhöhe. Im Gegenzug bleibt die landwirtschaftliche Nutzung erhalten, was Förderfähigkeit und Akzeptanz erhöht.
Ja, je nach Bauart wirken horizontale Systeme zugleich als Hagel-, Starkregen- und Sonnenschutz für die darunter angebauten Kulturen. Besonders im Obst- und Beerenanbau ersetzen sie damit teils klassische Schutzsysteme wie Hagelnetze oder Folientunnel und machen die Investition zusätzlich rentabel.
Bei korrekter Planung können alle gängigen Landmaschinen unter der Anlage arbeiten – vom Traktor über Mähdrescher und Sähmaschine bis zum Pflug. Entscheidend sind eine ausreichende lichte Höhe von mindestens 2,10 Metern, im Tier- und Obstbau auch mehr, sowie passende Reihenabstände. Die Anlage wird in der Planungsphase auf den Maschinenpark des Betriebs abgestimmt.
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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