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Landnutzungsrate (LER) bei Agri-PV erklärt
Die Landnutzungsrate, international Land Equivalent Ratio (LER), ist eine Kennzahl zur Bewertung der Flächeneffizienz von Doppelnutzungssystemen. Sie vergleicht den Gesamtertrag einer Agri-PV-Anlage – also Solarstrom plus landwirtschaftlicher Ertrag – mit den jeweiligen Erträgen, die auf der gleichen Fläche bei reiner Stromerzeugung beziehungsweise reiner Landwirtschaft erzielt würden. Werte über 100 % belegen, dass die kombinierte Nutzung mehr Output liefert als die getrennte Bewirtschaftung – ein zentrales Argument für Agri-PV in der Flächenkonkurrenz-Debatte.
Inhaltsverzeichnis
Landnutzungsrate auf den Punkt gebracht
- Doppelter Output messbar machen: Die Flächeneffizienz von Agri-PV wird mit einer einzigen Kennzahl quantifiziert
- Berechnungsformel: LER = (Ernteertrag Agri-PV ÷ Ernteertrag Referenzfläche) + (Stromertrag Agri-PV ÷ Stromertrag reiner Solarpark)
- Schwellenwert 100 %: Werte über 1,0 (bzw. 100 %) belegen einen Effizienzgewinn gegenüber getrennter Nutzung
- Praxisbeleg Heggelbach: Das Fraunhofer-ISE-Pilotprojekt erreichte 160 % – im Hitzesommer 2018 sogar 186 %
- Politisches Argument: Die Kennzahl entkräftet den Vorwurf, Agri-PV nehme der Landwirtschaft Fläche weg
Wie wird die Landnutzungsrate berechnet?
Die Landnutzungsrate – im Englischen Land Equivalent Ratio (LER) – stammt ursprünglich aus der Agroforstwirtschaft, wo sie verwendet wurde, um den Vorteil von Mischkulturen gegenüber Monokulturen zu beziffern. Für die Dualnutzung in der Agri-Photovoltaik wurde sie adaptiert und ist heute die zentrale Kennzahl für die Bewertung der Flächeneffizienz.
Die Formel lautet:
LER = (YAgri ÷ YMono-Landwirtschaft) + (YPV-Agri ÷ YMono-PV)
Dabei steht Y für den jeweiligen Ertrag (Yield). Beide Brüche werden addiert. Liegt das Ergebnis bei 1,0 (100 %), sind getrennte und kombinierte Nutzung gleichwertig. Werte über 1,0 belegen, dass die Doppelnutzung effizienter ist als zwei separate Flächen – also klassischer Süd-ausgerichteter Solarpark auf der einen, reine Landwirtschaft auf der anderen Fläche.
Ein Beispiel: Erreicht eine Agri-PV-Fläche 80 % des landwirtschaftlichen Referenzertrags und 80 % des Stromertrags eines reinen Solarparks, ergibt sich eine LER von 0,8 + 0,8 = 1,6 – also 160 %. Die Fläche produziert in Summe 60 % mehr als bei getrennter Nutzung.
Welche Werte erreicht Agri-PV in der Praxis?
Die Landnutzungsrate wurde in mehreren wissenschaftlich begleiteten Pilotprojekten erhoben. Die Ergebnisse zeigen ein konsistent positives Bild:
Heggelbach – das Referenzprojekt
Auf der Demeter-Hofgemeinschaft Heggelbach am Bodensee betreibt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) seit 2016 die deutschlandweit bekannteste Versuchsanlage. Im ersten Projektjahr 2017 wurde eine LER von 160 % dokumentiert – durch den Anbau von Winterweizen, Kartoffeln, Kleegras und Sellerie unter den auf 5 Metern Höhe installierten Modulen. Im Hitzesommer 2018 stieg der Wert sogar auf 186 %: Die Teilverschattung reduzierte Trockenstress, gleichzeitig ermöglichte die intensive Sonneneinstrahlung Höchstwerte bei der Stromproduktion.
Internationale Studien
Aktuelle Forschungsarbeiten zu nachgeführten Systemen zeigen das Optimierungspotenzial: Mit dynamischer Modulsteuerung lassen sich LER-Werte von bis zu 1,9 (190 %) erreichen, weil Module bei Bedarf flach gestellt und so mehr Licht auf die Kultur gelassen werden kann.
Was beeinflusst die Höhe der LER?
- Kulturwahl: Schattentolerante C3-Pflanzen (Salate, Beeren, Kartoffeln) profitieren mehr als sonnenhungrige C4-Kulturen wie Mais
- Anlagengeometrie: Lichte Höhe und Reihenabstand bestimmen die Lichtverteilung
- Standort & Wetter: Trockene Hitzejahre verstärken den Schutzeffekt der Module – die LER steigt
- Anlagentechnik: Nachgeführte Systeme erreichen tendenziell höhere Werte als starre Systeme
Was sagt die DIN SPEC 91434 zur Landnutzungseffizienz?
Die DIN SPEC 91434 – die deutsche Norm für Agri-PV-Anlagen – nimmt im Abschnitt 5.2.10 explizit Bezug auf die Landnutzungseffizienz. Sie schreibt vor, dass der Ertrag der Kulturpflanzen auf der Gesamtprojektfläche nach dem Bau der Anlage mindestens 66 % des Referenzertrages betragen muss. Die Ertragsreduktion darf also maximal ein Drittel ausmachen – und ergibt sich aus zwei Komponenten: dem Flächenverlust durch Fundamente und Aufständerung sowie dem Ertragsverlust durch Teilverschattung, veränderter Wasserverteilung und Mikroklima.
Damit ist die LER zwar nicht direkt als Pflichtkennzahl normiert, der Norm-Schwellenwert von 66 % bildet aber die untere Grenze für den landwirtschaftlichen Term der LER-Berechnung. Liegt eine Anlage bei diesem Mindestwert und erreicht zusätzlich rund 80 % des PV-Referenzertrags, ergibt sich eine LER von etwa 1,46 – also weiterhin deutlich über der 100-%-Marke.
Die Landnutzungsrate verlagert die Diskussion: Statt zu fragen, wie viel Fläche eine PV-Anlage „verbraucht“, fragt sie, wie viel Output eine Fläche insgesamt liefern kann. Damit wird Agri-PV nicht zum Konkurrenten, sondern zum Verstärker landwirtschaftlicher Produktion.
Warum ist die Kennzahl politisch und wirtschaftlich relevant?
Die Flächenkonkurrenz zwischen Energieerzeugung und Nahrungsmittelproduktion ist eines der zentralen Argumente in der Debatte um den Solarausbau. Eine klassische Süd-ausgerichtete Freiflächen-Photovoltaik-Anlage hat per Definition eine LER von 1,0 – sie erzeugt Strom, aber keinen landwirtschaftlichen Ertrag. Eine Agri-PV-Anlage mit einer LER von 1,5 oder höher belegt dagegen messbar:
- Mehr Output pro Hektar als getrennte Nutzung
- Erhalt der Lebensmittelproduktion trotz Energieerzeugung
- Bessere Ressourcennutzung, gerade in Regionen mit hohem Flächendruck
Für Landwirte bedeutet das: Die Anlage entzieht dem Betrieb keinen produktiven Boden, sondern erweitert die Wertschöpfung der Fläche. Auf Ackerflächen bleibt die landwirtschaftliche Nutzung erhalten – die LER quantifiziert, wie effizient diese Kombination tatsächlich gelingt. Auch bei der politischen Diskussion um erneuerbare Energien und Flächenpotenziale dient die Landnutzungsrate als wissenschaftlich fundiertes Argument: Laut Fraunhofer ISE könnten auf optimal geeigneten Flächen in Deutschland rund 500 GW Agri-PV-Leistung installiert werden – ohne nennenswerten Verlust landwirtschaftlicher Produktion.
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.
Die Landnutzungsrate (Land Equivalent Ratio) ist eine wissenschaftlich etablierte Kennzahl, die in der Agroforstwirtschaft entstanden ist und auf Agri-PV übertragen wurde. Sie ist nicht direkt als Pflichtkennzahl normiert, die DIN SPEC 91434 schreibt aber im Abschnitt zur Landnutzungseffizienz einen Mindestwert von 66 % des landwirtschaftlichen Referenzertrags vor.
Eine LER von genau 100 % bedeutet, dass die Doppelnutzung exakt so viel Output liefert wie zwei getrennte Flächen mit reiner Stromerzeugung beziehungsweise reiner Landwirtschaft. Ein wirtschaftlicher und ökologischer Mehrwert entsteht erst bei Werten über 100 %. In der Praxis erreichen gut geplante Agri-PV-Anlagen typischerweise Werte zwischen 130 % und 180 %.
Wetterbedingungen wirken auf beide Komponenten der Formel: In trockenen, sonnigen Jahren steigt die Stromproduktion, während die Module gleichzeitig die Verdunstung reduzieren und die Kulturen vor Hitzestress schützen. Beides erhöht die LER. Im Hitzejahr 2018 stieg die LER in Heggelbach von 160 % auf 186 %, weil Schatteneffekte und Sonneneinstrahlung gleichzeitig wirkten.
Nein. Schattentolerante Kulturen wie Beeren, Salate, Kartoffeln, Kräuter oder Hopfen erreichen unter Agri-PV oft sehr gute Erträge und damit hohe LER-Werte. Sonnenhungrige C4-Pflanzen wie Mais reagieren empfindlicher auf Verschattung. Vor jeder Projektplanung wird daher die Kulturverträglichkeit geprüft und die Anlagengeometrie entsprechend ausgelegt.
Im Rahmen des landwirtschaftlichen Nutzungskonzepts nach DIN SPEC 91434 erfolgt eine Prognose. Sie kombiniert Strahlungssimulationen für die geplante Modulgeometrie mit Ertragsschätzungen der vorgesehenen Kulturen. Diese Prognose wird in der Regel von qualifiziertem Fachpersonal erstellt und ist Teil der Projektdokumentation – sie ermöglicht eine realistische Einschätzung vor Baubeginn.
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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