Bei einem Freilandversuch nahe Västerås reifte Brokkoli unter beiden magentafarbenen, semitransparenten CdTe-Solarmodulen nach 104 Tagen; in der Kontrolle bei voller Sonne waren es 79 Tage. Die Pflanzen unter den Modulen brauchten also 25 Tage länger bis zur Reife. Das Team der Mälardalen University führte den Versuch 2024 durch. Die Studie in Cell Reports Physical Science beschreibt, wie sich Gemüseanbau und Stromerzeugung auf einer Fläche verbinden lassen – ein Ansatz, der Agri-Photovoltaik heißt.
Was die höhere Strahlungsnutzungseffizienz aussagt
Die getesteten Module ASP-LAM2-T50 und ASP-LAM2-T70 von Advanced Solar Power trugen Herstellerangaben von 50 beziehungsweise 70 Prozent Transparenz. Im Versuch ließ das T50-Modul durchschnittlich 13,2 Prozent der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) durch, das T70-Modul 19,2 Prozent. Eine eingefärbte Polyvinylbutyral-Zwischenschicht (PVB) im Glas erzeugte die magentafarbene Filterung.
| Messgröße | ASP-LAM2-T50 | ASP-LAM2-T70 |
| Herstellerangabe zur Transparenz | 50 % | 70 % |
| Mittlere PAR-Durchlässigkeit | 13,2 % | 19,2 % |
| Reife nach dem Auspflanzen | 104 Tage | 104 Tage |
| Strahlungsnutzungseffizienz gegenüber voller Sonne | 4,5-fach | 2,8-fach |
| Mittlerer Höchstwert der PPFD | 143 ± 2 μmol m⁻² s⁻¹ | 207 ± 4 μmol m⁻² s⁻¹ |
Die Strahlungsnutzungseffizienz (RUE) beschreibt, wie effizient Pflanzen die aufgenommene Strahlung in Biomasse umsetzen. Die 4,5- und 2,8-fachen Werte beziehen sich auf die Vollsonnenkontrolle; sie sind keine Erntemengen. Tatsächlich war die absolute Photosyntheserate in der Kontrolle höher. Auch der mittlere Höchstwert der photosynthetischen Photonenflussdichte (PPFD), also der Lichtintensität für die Photosynthese, lag dort mit 925 ± 17 μmol m⁻² s⁻¹ über den Werten unter beiden Modulen.
Bei der späteren Ernte waren mehrere Wachstumsgrößen, darunter das Kopfgewicht, zwischen den Modulvarianten und der Kontrolle laut Studie nicht wesentlich verschieden. Das bedeutet: Im untersuchten Versuch wuchsen die Pflanzen unter den Modulen bis zur Reife, aber langsamer.
Nährstoffe und das Flächenmodell
Bei der zweiten Probenahme lagen die Mikronährstoffkonzentrationen im Brokkoli unter den Modulen niedriger als in der Kontrolle. Die Konzentrationen der meisten Makronährstoffe waren zu diesem Zeitpunkt vergleichbar.
Für die gemeinsame Nutzung von Fläche berechnete die Studie einen Land-Äquivalenz-Faktor (LER) von 1,18 für eine modellierte Ernte. Der Wert beruht unter anderem auf der Annahme, dass 40 Prozent der Fläche verloren gehen. Er beschreibt das Verhältnis der Flächennutzung durch kombinierte Ernte- und Stromerzeugung zur getrennten Nutzung; er ist kein gemessener Zuwachs des Brokkoliertrags.
Die Studie veranschlagte für ein 1,1-kWp-System während der Kulturperiode vom 2. Juli bis zum 14. Oktober 447,6 kWh Strom. In einem auf die T50-Module bezogenen Modell setzte sie eine installierte Leistung von 546 kWp je Hektar an. Beides sind Schätz- beziehungsweise Modellwerte aus dem untersuchten Szenario.
Wie weit die Ergebnisse reichen
Der Versuch fand von Juli bis Oktober 2024 auf einer Fläche bei Kärrbo Prästgård statt. Untersucht wurde eine Brokkolisorte an einem Standort und in einer Saison. Für jede Behandlung gab es nur eine Versuchsparzelle; die sechs untersuchten Pflanzen je Behandlung und Probenahme waren Unterproben, keine unabhängigen Wiederholungen auf Parzellenebene. Die Forschenden stuften die statistischen Vergleiche deshalb als explorativ ein und verwiesen auf mögliche Pseudoreplikation. Sie fordern Wiederholungen über mehrere Anbausaisons und Standorte hinweg.
