Grüne Branche

Neue Solaranlage soll Pflanzen-Wachstum fördern

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Von einer vielversprechenden Entwicklung in Sachen Stromproduktion auf Gewächshäusern berichtet das Internetportal ingenieur.de. Demnach haben US-Forscher eine Photovoltaikanlage entwickelt, die nur Teile des Lichts zur Stromproduktion nutzt, aber genügend Licht durchlässt, damit Gemüsepflanzen darunter trotzdem gut wachsen können.

Versuche werden von den kalifornischen Entwicklern unter anderem an Erdbeerpflanzen unter einem Magenta-Dach durchgeführt. Foto: Screenshot YouTube

Dabei handelt es sich um sogenannte wellenlängenselektive Photovoltaikanlagen (Wavelength-Selective Photovoltaic Systems WSPV). Kern der Technologie sind Glaspaneele, an deren Rückseite sich eine dünne Schicht lumineszierenden Materials befindet. Es ist magentafarben und verwandelt einen Teil des einfallenden grünen Sonnenlichts in rotes Licht, leitet es dann an Silizium-Solarzellen weiter, die das Paneel als schmale Streifen durchziehen. Durch die Umwandlung des Lichtspektrums sollen die Solarzellen bei der Energieproduktion effektiver sein, heißt es.

Bei Lichtmangel wirkt jede Schattierung ertragsmindernd

Ein interessanter Ansatz, sagt Prof. Dr. Uwe Schmidt von der Humboldt-Universität zu Berlin auf Nachfrage der TASPO. Die energiereichen Bereiche des gelbgrünen Spektralbereiches, die für die Photosynthese weniger von Bedeutung sind, für die Stromgewinnung zu verwenden, könne durchaus gelingen, wenn Licht im Überfluss zur Verfügung steht. Im Falle des häufigen Lichtmangels, wie in unseren Breitengraden üblich, wirke jedoch jede Schattierung ertragsmindernd. 

„Dies ist der Grund, warum Gewächshausbaufirmen viel Entwicklung investiert haben, um lichtintensivere Bauweisen zu realisieren und warum intensive Forschung zur Lichtdurchlässigkeit oder Lichtstreuung im Glas stattfindet“, so Schmidt. Auch die Aussage der kalifornischen Forscher, 20 Prozent der 20 untersuchten Pflanzenarten wüchsen schneller unter dem Magenta-Dach, sieht Schmidt kritisch: Diese Ertragssteigerung sei eher dadurch zu erklären, dass sich unter den Lichtbedingungen Kaliforniens der Schattiereffekt positiv bemerkbar mache.

Begrenzende Faktoren in Gewächshäusern: Licht und Luftfeuchte

„Bei hohen Einstrahlungen noch dazu in Gewächshäusern, in denen nur wenige Versuchspflanzen stehen, ist der begrenzende Faktor neben dem Licht die Luftfeuchte. Bei geringen Feuchtewerten schließen die Pflanzen ihre Spaltöffnungen (Stomata), um sich vor zu hoher Transpiration zu schützen. Eine Schattierung (egal aus welchem Material) führt hier zur Senkung der Blatttemperatur und damit zur Minderung des Feuchtestresses. Öffnen sich dadurch die Spaltöffnungen wieder, kann die Photosynthese wieder steigen, was dann fälschlicherweise mit der Charakteristik der Überdeckung erklärt wird“, erklärt Schmidt.

Entsprechend seien viele präzise Versuche nötig, um die Wirkung auf die pflanzliche Physiologie zu zeigen. Dabei müssten sowohl der photovoltaische Ertrag und der Flächenbedarf gegenüber herkömmlichen Solarzellen, als auch der Einfluss dieser Bedeckung auf die Produktqualität ausgewiesen werden. Fraglich scheint Schmidt auch, ob die eingelegten Solarmodule mit ihrer relativ kleinen anteiligen Fläche wirklich für eine autarke Energieversorgung, auch für eine Kunstlichtanwendung im Gewächshaus, ausreichen würden.

Ziel: selbst versorgende Gewächshäuser

Das sehen die Kalifornier natürlich anders: „Wir haben gezeigt, dass intelligente Gewächshäuser Solarenergie für Strom gewinnen können ohne das Pflanzenwachstum zu reduzieren, was ziemlich aufregend ist“, schwärmt ein Hersteller der WSPV-Technik. Sein Ziel: Gewächshäuser, die den Strom für Ventilatoren und Beleuchtung selbst produzieren und somit zur Reduktion der CO2-Emission beitragen. „Wir steuern auf sich selbst versorgende Gewächshäuser zu.“