Vertikale Solarfarmen: Wie bifaziale Module die Solarenergie im Jahr 2025 revolutionieren

Vertikale Solarfarmen montieren die Module aufrecht im 90°-Winkel in Nord-Süd-Reihen und nutzen bifaziale Module, um morgens das Licht aus Osten und nachmittags das Licht aus Westen für zwei tägliche Leistungsspitzen zu ernten.
Das Reisfeldprojekt in Ashikaga City, Japan, wurde im Mai 2024 installiert, erzielte 5 % weniger Reisertrag und verkauft Solarstrom an die Marubeni Corporation.
Vertreter des Japan Photovoltaic Energy Association prognostizieren ein jährliches Wachstum vertikaler Installationen in schneereichen Regionen von 20–30 % aufgrund von Schneerutsch und reflektiertem Bodenlicht.
Eine österreichische vertikale PV-Anlage mit 4.500 Modulen, installiert 2022, verzeichnete nach den ersten Jahren nur 7 Module mit geringfügigen mechanischen Schäden und benötigte dank Regen und Schnee keine manuelle Reinigung.
Bifaziale Solarmodule können unter günstigen Bedingungen wie höherer Bodenreflexion etwa 5 % bis 30 % mehr Energie liefern als monofaziale Module.
Ein österreichischer Agri-Photovoltaik-Betrieb installierte vertikale bifaziale Module mit einem Abstand von 9,4 Metern zwischen den Pflanzenreihen, sodass Kürbisse und Sojabohnen mit ähnlichem Erntezeitpunkt wie auf unbeschatteten Feldern angebaut werden konnten.
Das deutsche Unternehmen Next2Sun errichtete 2020 eine 4,1-MW-Vertikal-Agri-PV-Anlage in Donaueschingen-Aasen, gefolgt von einer 1,9-MW-Anlage in Neudorf, Österreich, die 2022 in Betrieb genommen wurde.
In Burlington, Vermont, begann 2024 der Bau auf einer 1,5 Hektar großen Fläche mit 69 Reihen, die etwa 9,1 Meter auseinanderliegen. Zwischen den Reihen werden Karotten und Rüben angebaut – das erste kommerzielle vertikale Agri-Photovoltaik-System des Landes.
Die Anfangskosten für vertikale bifaziale Projekte sind höher, mit Montagekosten von etwa 200.000 € pro MW gegenüber 110.000 € pro MW für herkömmliche Systeme in Österreich, und bifaziale Module kosten etwa 0,10–0,20 $ mehr pro Watt.
Vertikale bifaziale Anlagen können die Mittagsabregelung reduzieren und bieten ein netzfreundlicheres Erzeugungsprofil mit zwei Spitzen, was die Steuerbarkeit verbessert und den Speicherbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Solaranlagen potenziell senkt.

Stellen Sie sich Solarfarmen vor, die wie Zäune aufrecht stehen, Sonnenstrahlen von beiden Seiten einfangen und sich die Fläche mit Nutzpflanzen und Vieh teilen. Vertikale Solarfarmen – im Wesentlichen senkrecht (90°) montierte Solarmodule – entwickeln sich zu einem bahnbrechenden Trend in der erneuerbaren Energie. Diese Anlagen verwenden häufig bifaziale Solarmodule (Solarzellen auf Vorder- und Rückseite), um morgens Sonnenlicht aus Osten und am späten Nachmittag aus Westen zu ernten sunzaun.com, solarwa.org. Das Ergebnis ist eine neue Art von Solaranlage, die den ganzen Tag über Strom erzeugt, mit der Landwirtschaft im Einklang arbeitet und einige Herausforderungen herkömmlicher Solaranlagen löst. Dieser Bericht erklärt, was vertikale Solarfarmen sind, wie bifaziale Module funktionieren, warum ihre Kombination so leistungsstark ist und welche Vorteile und Herausforderungen sie mit sich bringen. Wir beleuchten außerdem reale Projekte in Ländern wie Deutschland, den USA und Japan, teilen Expertenmeinungen und Nachrichten bis August 2025 und diskutieren, was die Zukunft für diesen innovativen Ansatz bereithält.

Was sind vertikale Solarfarmen?

Vertikale Solarfarmen beziehen sich auf Photovoltaik-(PV)-Installationen, bei denen die Module aufrecht im 90°-Winkel statt in der üblichen geneigten Ausrichtung montiert werden. Oft sind vertikale Module in langen Reihen angeordnet, die von Nord nach Süd verlaufen, sodass eine Seite des Moduls genau nach Osten und die andere Seite genau nach Westen zeigt sunzaun.com. Im Wesentlichen fungiert das Solarmodul wie eine Wand oder ein Zaun. Diese Konfiguration unterscheidet sich stark von herkömmlichen Solarfarmen, bei denen die Module typischerweise nach Süden (auf der Nordhalbkugel) in einem Winkel ausgerichtet sind, um die Mittagssonne optimal zu nutzen.

In einer vertikalen Farm fängt jede Seite des Moduls zu unterschiedlichen Zeiten Sonnenlicht ein: die ostseitige am Morgen und die westseitige am Nachmittag. Dies ergibt zwei tägliche Spitzen der Stromerzeugung – eine nach Sonnenaufgang und eine weitere vor Sonnenuntergang – anstelle eines großen Mittagspeaks solarwa.org. Da die Module vertikal stehen, werfen sie relativ schmale Schatten und bedecken den Boden nicht so stark wie flache Anlagen, was ein entscheidender Vorteil für die Nutzung des darunterliegenden oder umliegenden Landes ist.

Vertikale Solaranlagen können auf verschiedene Weise eingesetzt werden. In ländlichen Gebieten erscheinen sie oft als Solarzäune, die entlang von Feldgrenzen oder zwischen Pflanzenreihen verlaufen. In städtischen oder industriellen Umgebungen können vertikale Module in Wände, Fassaden oder entlang von Grundstücksgrenzen integriert werden, wodurch zuvor ungenutzter vertikaler Raum in energieerzeugende Flächen verwandelt wird sunzaun.com. Sie wurden sogar entlang von Autobahnen als solare Lärmschutzwände vorgeschlagen oder umgesetzt, die Schallschutz mit Stromerzeugung kombinieren (ein Konzept, das in Deutschland bereits erprobt wird) 8msolar.com. Eine der spannendsten Anwendungen ist jedoch auf landwirtschaftlichen Flächen – eine Praxis, die als Agri-Photovoltaik bekannt ist – bei der vertikale Solarmodule den gleichzeitigen Anbau von Nutzpflanzen und die Stromerzeugung auf demselben Grundstück ermöglichenasahi.com.

Agrivoltaische vertikale Farmen gewinnen an Aufmerksamkeit, weil sie ein zentrales Problem angehen: den Konflikt zwischen der Nutzung von Land für Nahrungsmittel oder für Energie. Durch das Aufstellen von Paneelen in aufrechter Position in weit auseinanderliegenden Reihen können Landwirte weiterhin schwere Maschinen einsetzen und zwischen den Paneelreihen mit minimaler Beeinträchtigung Feldfrüchte anbauen asahi.com. So wurde beispielsweise in Japan im Jahr 2024 eine vertikale Solaranlage in einem Reisfeld installiert; die folgende Ernte brachte nur 5 % weniger Reis als im Vorjahr ohne Paneele ein asahi.com, und der Landwirt erzielte eine neue Einnahmequelle durch den Verkauf von Solarstrom. „Die vertikalen Solarpaneele hatten weniger Einfluss auf die Ernte, als wir erwartet hatten“, sagte Taiki Akasaka von Sharing Farm (dem Unternehmen, das dieses Projekt betreibt), und fügte hinzu, dass sie hoffen, die Technologie auszuweiten, wenn die Kosten sinken asahi.com. Dieses Beispiel zeigt, wie vertikale PV mit Feldfrüchten koexistieren kann – etwas, womit herkömmliche, den Boden bedeckende Solarfarmen Schwierigkeiten haben.

Ein weiteres bemerkenswertes Merkmal vertikaler Farmen ist ihre Leistung in schneereichen oder hochgelegenen Regionen. Da die Paneele vertikal stehen, sammelt sich Schnee nicht auf ihrer Oberfläche wie bei flachen oder geneigten Paneelen – der Schnee rutscht einfach ab oder fällt zu Boden. Das bedeutet, dass sie auch nach einem Schneefall weiterhin Strom erzeugen können und sogar das von Schnee reflektierte Licht am Boden nutzen asahi.com. Tatsächlich sagen Vertreter des Japan Photovoltaic Energy Association voraus, dass vertikale Solaranlagen in Japans kalten, schneereichen Gebieten, wo diese Schneeabwurffähigkeit und das Nutzen von reflektiertem Licht ein großer Vorteil sind, schnell wachsen werden (um 20–30 % jährlich) asahi.com. Ebenso bleiben vertikale Paneele in der Regel sauberer; Staub und Schmutz setzen sich nicht so leicht auf einer vertikalen Oberfläche ab, und Regen kann sie effektiver reinigen, was den Wartungsaufwand verringert pv-magazine.com.

Zusammengefasst ist eine vertikale Solarfarm ein Solarkraftwerk, das buchstäblich auf die Seite gestellt wurde. Indem sie etwas Effizienz zur Mittagszeit gegen strukturelle und flächennutzungsbezogene Vorteile eintauschen, eröffnen diese Farmen neue Möglichkeiten: Sie können als Zäune oder Wände dienen, die Stromerzeugung kann in landwirtschaftliche Betriebe integriert werden, und zuvor unpraktische Flächen (wie schmale Landstreifen) können Energie produzieren. Die eigentliche Innovation entsteht jedoch, wenn wir dieses Design mit bifazialer Solarpanel-Technologie kombinieren – sodass jedes aufrechte Paneel Sonnenlicht sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite nutzen kann.

Wie bifaziale Solarpaneele funktionieren

Bifaziale Solarmodule sind Module, die auf beiden Seiten Strom erzeugen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Solarmodulen (monofaziale Module), die nur auf der Vorderseite eine aktive photovoltaische Schicht haben (mit einer undurchsichtigen Rückseitenfolie dahinter), sind bei bifazialen Modulen die Solarzellen auch auf der Rückseite freigelegt. Das bedeutet, ein bifaziales Modul kann Licht sowohl von direkter Sonneneinstrahlung auf der Vorderseite als auch von reflektiertem oder diffusem Licht auf der Rückseite in Strom umwandeln solarwa.org. Im Grunde genommen ist es dem Modul egal, von welcher Seite das Licht kommt – jede Energie ist nutzbar.

Mehrere Designmerkmale ermöglichen die bifaziale Funktionalität. Oft verwenden diese Module eine klare Rückseitenfolie oder ein Doppelglas-Design, sodass Licht zu den rückseitigen Zellen gelangen kann. Sie werden so montiert (oft erhöht oder in offenen Rahmen), dass Licht von der Umgebung (wie dem Boden, nahegelegenen Oberflächen oder der Atmosphäre) auf die Rückseite treffen kann. Die Leistung der Rückseite hängt vom „Albedo“ der Umgebung ab – einem Maß für die Reflexionsfähigkeit. Zum Beispiel reflektieren weißer Sand, Beton oder Schnee auf dem Boden viel Sonnenlicht, das bifaziale Module einfangen können, was ihre Energieausbeute steigert solarwa.org. Unter schneebedeckten Bedingungen kann ein bifaziales Modul sogar Strom aus Licht erzeugen, das vom umliegenden Schnee reflektiert wird – etwas, das ein normales Modul völlig verpassen würde.

In Bezug auf die Effizienz können bifaziale Module unter den richtigen Bedingungen deutlich mehr Energie erzeugen als einseitige Module. Studien haben gezeigt, dass mit bifazialen Modulen je nach Standort, Bodenreflexion, Montagehöhe und weiteren Faktoren zwischen 5 % und 30 % mehr Energieertrag möglich ist solarwa.org. Selbst eine mäßige Reflexion (zum Beispiel eine hell gefärbte Oberfläche unter dem Modul) trägt einige zusätzliche Kilowattstunden bei. Diese Technologie hat sich schnell weiterentwickelt – bis Mitte der 2020er Jahre begannen viele große Solarparks weltweit, bifaziale Module als Standard einzusetzen, um einen Produktionsvorteil zu erzielen.

Ein wichtiger Vorteil von bifazialen Modulen ist, dass sie in bestimmten Konfigurationen kühler laufen können als monofaziale solarwa.org. Wenn ein Modul vertikal oder anderweitig nicht direkt zur Mittagssonne ausgerichtet ist, nimmt es zu diesen Spitzenzeiten weniger Wärme auf. Niedrigere Modultemperaturen verbessern die Effizienz der Solarzellen (da extreme Hitze die momentane Effizienz eines Moduls verringern kann). Vertikale bifaziale Module zum Beispiel vermeiden die volle Kraft der Mittagssonne (da sie nach Ost-West ausgerichtet sind), bleiben dadurch kühler und arbeiten über den Tag hinweg effizienter solarwa.org. Anders ausgedrückt: Jede Energie, die sie dadurch verlieren, dass sie mittags nicht direkt zur Sonne ausgerichtet sind, kann teilweise dadurch ausgeglichen werden, dass sie das Sonnenlicht dank niedrigerer Temperaturen effizienter umwandeln, wenn sie es einfangen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bifaziale Module eine perfekte Ergänzung für vertikale Installationen sind. Ein monofaziales, vertikal ausgerichtetes Modul würde nur von einer Seite Strom erzeugen (entweder morgens oder nachmittags, aber nicht beides). Durch den Einsatz von bifazialen Modulen können vertikale Solarfarmen beide Seiten jedes Moduls nutzen und so die nutzbare Oberfläche für die Stromerzeugung effektiv verdoppeln. Das ist der Schlüssel, der das volle Potenzial vertikaler Anordnungen erschließt – die Sonnenenergie wird über mehr Stunden am Tag und aus mehr Winkeln eingefangen. Als Nächstes untersuchen wir, warum diese Kombination aus vertikalem Design und bifazialer Technik für so viel Aufsehen sorgt und welche einzigartigen Vorteile sie bietet.

Die Synergie von vertikalem Design und bifazialer Technologie

Die Kombination aus vertikaler Montage und bifazialen Modulen schafft eine starke Synergie, die einige Einschränkungen herkömmlicher Solaranlagen adressiert. Hier sind einige Möglichkeiten, wie diese Kombination zusammenarbeitet, um einzigartige Vorteile zu bieten:

Tagesübergreifendes Leistungsprofil: Eine herkömmliche, nach Süden ausgerichtete Solarfarm hat einen starken Leistungsgipfel um die Mittagszeit. Im Gegensatz dazu erzeugt eine ost-west ausgerichtete, vertikale bifaziale Anlage zwei sanftere Leistungsspitzen – eine am Morgen (Ostseite aktiv) und eine am späten Nachmittag (Westseite aktiv) solarwa.org. Es ist, als hätte man „zwei Schichten“ der Solarstromerzeugung pro Tag, wie ein Solar-Enthusiast bemerkte sunzaun.com. Diese gleichmäßigere Verteilung der Leistung kann besser zu den typischen Stromverbrauchsmustern passen (die oft morgens und abends Spitzen aufweisen, wenn Menschen sich auf die Arbeit vorbereiten oder nach Hause kommen) sunzaun.com. Das bedeutet auch, dass die Anlage während Stunden Strom erzeugt, in denen herkömmliche Module möglicherweise stillstehen oder nur wenig leisten. Ein Beispiel: Eine Farm in Colorado, die vertikale bifaziale Module installierte, stellte fest, dass ihre Spitzenleistung um 9 Uhr morgens und 16 Uhr nachmittags lag, statt wie üblich um die Mittagszeit solarwa.org. Dieses Produktionsprofil ist sehr geschätzt, da es die Netzbelastung während der Morgen- und Abendstunden verringern und den Bedarf an Batteriespeichern zur Deckung des frühen oder späten Tagesbedarfs reduzieren kann solarwa.org.
Reduzierte Mittagsabregelung: In sonnenreichen Regionen tritt manchmal ein seltsames Problem auf – zu viel Solarstrom am Mittag. Dieses Überangebot kann dazu führen, dass Netzbetreiber während der Spitzenstunden einige Solarfarmen abregeln (abschalten), wodurch potenzielle Energie verschwendet wird. Vertikale bifaziale Anlagen produzieren von Natur aus weniger zur Mittagszeit und tragen daher weniger wahrscheinlich zum Überangebot bei. Stattdessen erzeugen sie anteilig mehr in den Randstunden, was die Lücken füllen kann, wenn andere Solarquellen nachlassen solarwa.org. Wie Forscher der Universität Leipzig in Deutschland feststellten, kann der weitverbreitete Einsatz von vertikaler PV die Abhängigkeit von Gaskraftwerken für Spitzenlasten oder großen Speichern verringern, da sie die Zeitpunkte der Stromerzeugung konventioneller Flach-Solaranlagen solarwa.org ergänzen. Im Wesentlichen könnte eine Mischung aus traditionellen und vertikalen Solaranlagen eine gleichmäßigere Versorgungskurve bieten – konventionelle Module decken die Mittagszeit ab, vertikale Module die Morgen- und Abendstunden, und zusammen liefern sie über den Tag hinweg eine konstantere Stromversorgung.
Zweiseitige Ernte: Der bifaziale Aspekt bedeutet, dass vertikale Anlagen Licht aus beiden Richtungen nutzen. Während des Sonnenaufgangs erzeugt die Ostseite jedes Moduls Strom, während die Westseite sogar etwas reflektiertes Licht vom Boden oder aus der Atmosphäre einfangen kann – und umgekehrt am Nachmittag. Selbst diffuses Licht an einem bewölkten Tag kann beide Seiten zu einem gewissen Grad erreichen und so den Energieertrag verbessern. Diese 360°-Sammelfähigkeit ist besonders nützlich in Umgebungen mit hohem Albedo (reflektierende Oberflächen). Zum Beispiel kann im Winter, wenn die Sonne tief steht, das von der Schneedecke reflektierte Licht die Rückseitenleistung bifazialer Module deutlich steigern asahi.com. Vertikale bifaziale Systeme in hohen Breitengraden profitieren davon, indem sie Energie nicht nur aus direkter Sonneneinstrahlung, sondern auch aus Umgebungslicht erzeugen, das ein einseitiges Modul niemals erfassen würde.
Natürlich sauberere und kühlere Module: Wie erwähnt, werfen vertikale Module Schnee und Staub leichter ab. Es gibt keine flache Oberfläche, auf der sich Schnee ansammeln könnte, und Regen kann beide Seiten effektiv reinigen. Ein landwirtschaftliches Unternehmen in Österreich, das 2022 vertikale bifaziale Module installierte, berichtete, dass sie die Module nie manuell reinigen mussten – natürlicher Regen und die vertikale Ausrichtung hielten sie sauber, unterstützt durch das lokale Klima pv-magazine.com. Das senkt die Wartungskosten und hält die Effizienz hoch. Außerdem vermeiden vertikale bifaziale Module die direkte Mittagssonne von oben und bleiben so zur Mittagszeit kühler. Niedrigere Betriebstemperaturen können die Effizienz steigern – es wird also effektiv mehr Strom pro Lichteinheit erzeugt. Eine Studie ergab, dass die niedrigere Modultemperatur vertikal montierter bifazialer Module zu deren höherer Produktivität beitrug solarwa.org. Es ist eine Win-win-Situation: Das Design fängt nicht nur Licht auf beiden Seiten ein, sondern mildert auch passiv zwei häufige Leistungsprobleme (Verschmutzung und Hitze).

Kurz gesagt, vertikale Farmen mit bifazialen Modulen schaffen ein stabileres und widerstandsfähigeres Solarkraftsystem. Sie erzeugen Strom dann und dort, wo andere es vielleicht nicht tun (denken Sie an einen verschneiten Morgen – Dachmodule könnten mit Schnee bedeckt sein, aber vertikale Module sind wahrscheinlich frei und arbeiten). Sie erschließen auch neue Flächen für den Solareinsatz (wie Feldränder, Zäune und urbane Wände) und lassen sich gut mit anderen Landnutzungen kombinieren. Diese Synergie weckt wachsendes Interesse sowohl bei Solaranbietern als auch in der Landwirtschaft, wie wir in den nächsten Abschnitten sehen werden.

Zentrale Vorteile und Anwendungsfälle

Vertikale bifaziale Solarfarmen bieten zahlreiche Vorteile und ermöglichen kreative Anwendungsfälle, die herkömmliche Solaranlagen nicht so leicht bieten können. Nachfolgend skizzieren wir einige der wichtigsten Vorteile sowie reale Beispiele dafür, wie und wo diese Systeme eingesetzt werden:

Doppelte Landnutzung – Landwirtschaft und Solar gemeinsam: Vielleicht der größte Vorteil ist die Möglichkeit, Land sowohl für Energie als auch für Landwirtschaft zu nutzen. Landwirte können weiterhin Feldfrüchte anbauen oder Tiere weiden lassen auf Flächen, die auch vertikale Solarmodule beherbergen. Das schlanke Profil und der große Abstand der Module ermöglichen es Traktoren und Erntemaschinen, sich frei zu bewegen, und die Pflanzen erhalten weiterhin viel Mittagssonne. asahi.com, pv-magazine-usa.com Auf einer österreichischen Agri-Photovoltaik-Farm wurden Reihen bifazialer vertikaler Module im Abstand von 9,4 Metern zwischen den Anbaureihen installiert; der Betrieb baut weiterhin Kürbisse und Sojabohnen mit minimalen Änderungen an pv-magazine.com. Die Ernteergebnisse sind ermutigend – die Kürbiserträge waren vergleichbar mit unbeschatteten Feldern, und Sojabohnen brauchten etwas länger zum Reifen, lieferten aber dennoch Ernten in einem angemessenen Zeitraum pv-magazine.com. Im japanischen Reisfeldversuch, wie erwähnt, betrug der Rückgang des Reisertrags mit Modulen nur etwa 5 %, was der Landwirt als fairen Ausgleich für den erzeugten Strom ansah asahi.com. Agri-Photovoltaik gilt als Win-win: Landwirte erhalten eine neue Einkommensquelle (Stromverkauf) und potenziell agronomische Vorteile (wie weniger Hitzestress für Pflanzen), während die Gesellschaft erneuerbare Energie erhält, ohne die Nahrungsmittelproduktion zu opfern. Wie Chad Higgins, außerordentlicher Professor an der Oregon State University, sagte, kann Agri-Photovoltaik „wahre Synergie“ bieten – was zu „mehr Nahrung, mehr Energie, geringerem Wasserbedarf, weniger CO2-Emissionen und wohlhabenderen ländlichen Gemeinden“ führt. solarwa.org
Reduzierter Flächenbedarf & Höhere Energiedichte: Vertikale Module nutzen Land sehr effizient in Bezug auf Abstand und Flächenabdeckung. Da sie aufrecht stehen, kann ihr Bodenbedeckungsverhältnis gering sein – das bedeutet, ein Großteil des Bodens bleibt weiterhin für andere Zwecke (z. B. Landwirtschaft) nutzbar. Eine Studie stellte fest, dass vertikale Installationen eine ausgezeichnete Bodenausnutzung erreichten und dennoch beträchtliche Energiemengen erzeugten – ein attraktives Merkmal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot solarwa.org. Praktisch gesehen kann man die Ränder von Feldern, Grundstücksgrenzen oder Straßen mit vertikalen Modulen bestücken, wo sie die Hauptnutzung des Landes nicht beeinträchtigen. Ein Weingut in Kalifornien installierte beispielsweise vertikale bifaziale Module entlang der Rebzeilen – sie fügen sich im Grunde in die Spalierstruktur ein – um Strom zu erzeugen, ohne die Anbaufläche des Weinbergs zu verringern solarwa.org. In dicht bebauten Gewerbegebieten oder Anlagen können vertikale Solarmodule an Parkplatzgrenzen, Sicherheitszäunen, Lärmschutzwänden oder Gebäudefassaden angebracht werden – an Orten, an denen herkömmliche Solargestelle oder Dachmodule möglicherweise keinen Platz finden sunzaun.com. So werden zuvor ungenutzte oder „tote“ Flächen in produktive Solarfarmen verwandelt. Es wurde sogar vorgeschlagen, dass vertikale Solarfelder gewöhnliche Zäune ersetzen oder ergänzen könnten, sodass Sie im Grunde einen Zaun haben, der Ihnen auch Strom liefert youtube.com. Insgesamt können vertikale bifaziale Anlagen mehr Energie pro Flächeneinheit erzeugen, wenn man bedenkt, dass das Land weiterhin multifunktional genutzt wird – eine Schätzung besagt, dass die gemeinsame Nutzung von Agrarflächen mit Solaranlagen bis zu 20 % der gesamten US-Stromerzeugung beitragen könnte, ohne den Ernteertrag zu verringern, wenn dies landesweit umgesetzt würde solarwa.org.
Morgen- und Abend-Boost für die Stromversorgung (Netzvorteile): Aufgrund der Ost-West-Ausrichtung liefern vertikale bifaziale Solarfarmen morgens und am späten Nachmittag mehr Strom als herkömmliche Anlagen. Das ist ein großer Vorteil für das Stromnetz und für Energieplaner. Es bedeutet, dass Solarstrom näher an den Zeiten der Spitzenlast (die in vielen Regionen am frühen Abend auftreten) verfügbar ist und die Abhängigkeit von fossilen Kraftwerken oder Batterien zur Überbrückung verringert werden kann. Ein deutscher Entwickler von vertikaler Photovoltaik drückte es so aus: „Das vertikale System produziert immer dann Strom, wenn konventionelle PV-Anlagen tendenziell weniger erzeugen.“ pveurope.eu In der Praxis kann dies Solarenergie flexibler einsetzbar machen und den Bedarf an der Abregelung von überschüssiger Mittagsproduktion verringern solarwa.org. Durch die Verteilung der Stromerzeugung über den Tag können vertikale Farmen auch besser von zeitabhängigen Strompreisen profitieren – in manchen Märkten ist Strom am Morgen und Abend mehr wert als zur Mittagszeit. Johannes Huber, Projektingenieur bei Next2Sun, stellte fest, dass die Kombination aus bifazialen Modulen und einem nützlicheren Produktionsprofil „zu einer insgesamt um 25 % höheren Wertschöpfung der Stromproduktion“ bei einem vertikalen System führen kann, selbst wenn der gesamte kWh-Ertrag etwas niedriger ist, da mehr Energie zu wertvollen Zeiten erzeugt wird pv-magazine.com.
Wetterfeste Widerstandsfähigkeit (Schnee, Wolken und Hitze): Vertikale bifaziale Module zeigen unter bestimmten Wetterbedingungen deutliche Vorteile. In schneereichen Klimazonen, wie bereits erwähnt, rutschen Schneeablagerungen leicht ab und sie können sogar durch reflektiertes Sonnenlicht auf dem Schnee Strom erzeugen. Das macht sie deutlich winterfester. Herkömmliche Module können bei starkem Schneefall tagelang außer Betrieb sein, bis der Schnee schmilzt oder entfernt wird, während vertikale Module mit minimaler Unterbrechung weiterarbeiten können sunzaun.com, asahi.com. Bei bewölktem Wetter erhalten vertikale Module diffuses Licht gleichmäßiger auf beiden Seiten, was den Leistungsunterschied zu geneigten Modulen manchmal verringern kann. Und an extrem heißen Tagen laufen vertikale Module etwas kühler (da sie nicht die volle Kraft der Mittagssonne direkt aufnehmen), was möglicherweise eine bessere Effizienz erhält solarwa.org. Diese Faktoren bedeuten, dass vertikale Anlagen über die Jahreszeiten hinweg eine stabilere Leistung liefern können. Tatsächlich zeigen Daten von Teststandorten, dass an manchen Wintertagen oder unter bestimmten Bedingungen (wie bedecktem Himmel oder starker Verschmutzung geneigter Module) vertikale bifaziale Anlagen besser abgeschnitten haben als herkömmliche geneigte Anlagen mit ähnlicher Kapazität sunzaun.com. Ihre beidseitige Ausrichtung bietet zudem einen gewissen Wetterschutz – wenn der Himmel im Osten bei Sonnenaufgang bewölkt ist, sich aber später aufklart, fängt die Westseite immer noch die Nachmittagssonne ein und umgekehrt.
Weniger Wartung und Langlebigkeit: Die Ausrichtung und das Design vertikaler Anlagen können die Wartung vereinfachen. Wie bereits erwähnt, gibt es weniger Ansammlungen von Schmutz und Schnee, was weniger Reinigungszyklen bedeutet. Es gibt auch Hinweise auf geringeren Verschleiß: Da die Module nicht nach oben zeigen, sind sie weniger stark durch Hagel und herabfallende Gegenstände belastet. Sie bieten eine schmalere Angriffsfläche für herabfallende Objekte. Viele vertikale Systeme verwenden robuste Montagesysteme (oft Doppelpfosten), um die Module sicher zu halten; ein Design hängt die Module sogar mit leichter Flexibilität auf, damit sie starken Winden standhalten, ohne zu brechenpveurope.eu. In einer österreichischen vertikalen PV-Anlage mit 4.500 Modulen wiesen nach den ersten Jahren nur 7 Module kleinere mechanische Schäden auf – Schäden, die auf landwirtschaftliche Aktivitäten zurückzuführen waren und selbst das waren Einzelfälle pv-magazine.com. Insgesamt besteht die Hoffnung, dass diese Systeme länger halten und weniger Reparaturen benötigen. Es ist zwar noch früh, aber die Anzeichen sind positiv, dass vertikale bifaziale Anlagen wartungsarm, ganzjährig einsetzbar und in ihrer Lebensdauer mit herkömmlichen Solarfarmen vergleichbar sind.
Vorteile des landwirtschaftlichen Mikroklimas: Ein interessanter Nebeneffekt, der sich aus Studien zu Agri-Photovoltaik ergibt, ist, dass der teilweise Schatten durch Solarmodule die Wachstumsbedingungen für bestimmte Pflanzen verbessern kann. Es erscheint zwar logisch, dass jede Beschattung Pflanzen schadet, doch Untersuchungen zeigen, dass bei heißen und trockenen Bedingungen zu viel direkte Sonne tatsächlich Pflanzen stresst und den Boden austrocknet sunzaun.com. Kulturen wie Salat, Beeren oder sogar bestimmte Maissorten können unter extremer Hitze und hoher Sonneneinstrahlung leiden. Vertikale Module, die lange, schmale Schatten werfen, die sich über das Feld bewegen, können die Intensität der Nachmittagssonne auf die Pflanzen verringern und die Verdunstung reduzieren. Erste Experimente haben gezeigt, dass dies Wasser sparen kann – der Boden unter und um die Solarmodulreihen hält die Feuchtigkeit länger, was den Bewässerungsbedarf der Pflanzen senkt pv-magazine-usa.com. So fand beispielsweise eine Studie der Universität Lüttich (Belgien) heraus, dass ein vertikales Agri-Photovoltaik-System den Wasserbedarf für bewässerte Kulturen deutlich senkte, da der Schatten und die windbrechende Wirkung der Module die Bodenfeuchtigkeit konservierten pv-magazine-usa.com. Es gibt auch Hinweise darauf, dass bestimmte schattentolerante oder kühle Wetterkulturen in einem Agri-Photovoltaik-System höhere Erträge erzielen als in voller Sonne, insbesondere in dürregefährdeten Gebieten sunzaun.com. Diese Effekte hängen von der Kultur und dem Klima ab, aber es deutet darauf hin, dass vertikale Solarfarmen dazu beitragen könnten, einige Auswirkungen des Klimawandels (wie starke Hitze und Dürre) auf die Landwirtschaft abzufedern – zusätzlich zur Energieerzeugung.

Angesichts dieser Vorteile ist es nicht überraschend, dass das Interesse an vertikalen bifazialen Systemen aus verschiedenen Richtungen kommt – von Entwicklern erneuerbarer Energien, die nach innovativen Projekten suchen, von Landwirten, die zusätzliches Einkommen und Klimaanpassung anstreben, und sogar von politischen Entscheidungsträgern, die Lösungen für Nutzungskonflikte suchen. Doch wie jede Technologie gibt es auch hier Herausforderungen und Kompromisse, auf die wir als Nächstes eingehen werden.

Herausforderungen und Nachteile

Obwohl vertikale Solarfarmen mit bifazialen Modulen vielversprechend sind, sind sie nicht ohne Herausforderungen. Zu den wichtigsten Nachteilen und Hürden zählen:

Niedrigere Gesamtenergieausbeute (pro Modul): Da ein vertikal ausgerichtetes Modul die Sonne mittags nicht direkt anvisiert, erzeugt es in der Regel weniger jährliche Energie als ein optimal geneigtes, nach Süden ausgerichtetes Modul am selben Standort. Selbst mit bifazialem Bonus sammelt das Modul im Wesentlichen den Großteil des Tages schräg einfallendes Sonnenlicht (außer in den frühen und späten Stunden). Das bedeutet, dass Sie möglicherweise mehr Kapazität installieren müssen (mehr Module oder eine größere Modulfläche), um die gleiche Gesamt-kWh-Ausbeute wie bei einer herkömmlichen Anlage zu erzielen. Beispielsweise zeigten die Tests eines Solar-Enthusiasten, dass die durchschnittliche Tagesproduktion vertikaler Module niedriger war als die geneigter Module – obwohl das vertikale Set im Winter und in Randstunden aufholte oder sogar übertraf sunzaun.com. Das genaue Defizit variiert je nach Standort – in sehr hohen Breitengraden oder sehr bewölkten Gebieten könnte die vertikale Ausrichtung relativ besser abschneiden, aber in sonnigen Äquatorregionen würde die vertikale Ausrichtung viel Mittagssonne verpassen. Praktisch gesehen muss ein Landwirt oder Entwickler die Verfügbarkeit von Land und den gewünschten Output abwägen: Wenn maximale Energie pro Modul das Ziel ist und Land günstig ist, gewinnen traditionelle Layouts. Vertikale Systeme glänzen, wenn Land knapp ist oder Doppelnutzung gegenüber maximalem Output priorisiert wird.
Höhere Anfangskosten: Heute sind vertikale Agri-Photovoltaik-Systeme in der Regel teurer im Bau pro Watt als herkömmliche PV-Anlagen. Speziell entwickelte Montagesysteme, tiefere Fundamente (um die Module wie einen Zaun gegen Wind zu stützen) und die bifazialen Module (die historisch gesehen etwas teurer sind als monofaziale) erhöhen alle den Preis. Als Datenpunkt schätzte ein vertikales bifaziales Projekt in Österreich die Kosten für die Montagestruktur auf etwa 200.000 € pro MW, verglichen mit rund 110.000 € pro MW für ein traditionelles bodenmontiertes System in dieser Region pv-magazine.com. Das ist fast das Doppelte der Montagesystemkosten, obwohl sich diese Lücke mit zunehmendem Maßstab und lokalen Optimierungen verringern kann. Bifaziale Module selbst haben derzeit einen kleinen Aufpreis (etwa 0,10–0,20 $ pro Watt mehr als monofaziale Module) solarwa.org, obwohl ihr Preis sinkt, da sie zum Mainstream werden. Darüber hinaus benötigen vertikale Systeme möglicherweise mehr elektrische Verkabelung pro Modul (da die Module weiter auseinander stehen) und mehr Zäune oder Sicherheit, da sie eine größere Fläche in zaunähnlicher Anordnung abdecken. All diese Faktoren können die Anfangsinvestition erhöhen. Andererseits argumentieren Befürworter, dass der Energieertrag pro Watt und der höhere Wert dieser Energie (aufgrund besserer zeitlicher Verteilung) einen Teil davon ausgleichen können. Eine Analyse stellte fest, dass der zusätzliche Ertrag durch bifaziale Module und das verbesserte Produktionsprofil die Stromgestehungskosten von vertikalen Systemen langfristig mit denen konventioneller Systeme vergleichbar machen kann solarwa.org. Dennoch kann der höhere Anschaffungspreis abschreckend wirken, insbesondere für Landwirte oder kleine Entwickler. Taiki Akasaka von Sharing Farm (dem japanischen Agri-Photovoltaik-Projekt) sagte offen, dass sie die vertikale Modultechnologie gerne weiter verbreiten würden, „wenn sie günstiger gebaut werden kann“ asahi.com.
Strukturelle und Windaspekte: Vertikale Module wirken im Grunde wie Segel, die den Wind einfangen. Die Konstruktion der Unterkonstruktion und der Stützen, um starken Winden (oder sogar Stürmen) standzuhalten, ist entscheidend. Das bedeutet oft schwerere Stahlstützen, tiefe Fundamente oder flexible Montagesysteme, die Windböen abfedern können. Das Next2Sun-System beispielsweise verwendet einen patentierten Rahmen, bei dem die Module auf leicht flexiblen Lagern montiert sind – das hilft, Spannungsrisse in den Modulen bei Windlasten zu verhindern, während die gesamte Konstruktion stabil bleibt pveurope.eu. Zusätzlich erfordert die vertikale Ausrichtung, dass die Reihen sich nicht gegenseitig verschatten, was große Abstände notwendig macht. Wie erwähnt, können die Reihen je nach Modulhöhe 8–10+ Meter auseinanderliegen, um zu verhindern, dass der Schatten einer Reihe bei niedrigem Sonnenstand auf die nächste fällt pveurope.eu, pv-magazine.com. Das bedeutet, dass Sie genügend Landlänge benötigen, um die Module richtig anzuordnen, und es kann die Planung auf unregelmäßig geformten Flächen erschweren. Bei sehr großen Anlagen führt der Abstand außerdem zu einer geringeren Packungsdichte der Module pro Fläche im Vergleich zu eng gepackten, geneigten Reihen – erneut ein Kompromiss zwischen Flächeneffizienz und Doppelnutzung.
Kompatibilität mit bestimmten Kulturen oder Verwendungen: Nicht jede Kultur oder jedes Szenario ist ideal für vertikale Agri-Photovoltaik. Hochwachsende Kulturen (wie Mais in voller Höhe, Zuckerrohr oder Obstbäume) könnten die Module beschatten oder durch diese behindert werden. Eine Lösung ist die Verwendung von verstellbaren Gestellen, die die Module höher über dem Boden anbringen können, was jedoch Kosten und Komplexität erhöht sunzaun.com, solarwa.org. Am Teststandort der Colorado State University wurden die vertikalen Module zunächst mit Mais installiert, aber das System wurde so konzipiert, dass die Module bei Bedarf für höhere Kulturen in Zukunft um einige zusätzliche Fuß angehoben werden können sunzaun.com. Die Integration von Nutztieren (wie Rinder, die um die Module weiden) erfordert ebenfalls eine sorgfältige Planung – wie das Rutgers-Projekt in New Jersey zeigt, könnten zusätzliche Einrichtungen wie Tierschutzhütten und Zäune erforderlich sein, um sowohl die Tiere als auch die Solarausrüstung zu schützen pv-magazine-usa.com. Es gibt auch das Problem, dass Landwirte an ungehinderte Felder gewöhnt sind; das Einführen von Modulreihen bedeutet eine (wenn auch geringe) Veränderung der Feldbewirtschaftung. Dies erfordert Bewusstsein und manchmal Schulungen – z. B. sicherzustellen, dass Traktorfahrer die Abstände kennen oder das Pflanzen/Ernten zeitlich auf die Modulreihen abstimmen. Die Lernkurve und Akzeptanz unter Landwirten ist eine Herausforderung. „Wenn Agri-Photovoltaik so viele Vorteile bietet, warum sehen wir sie dann nicht überall?“ fragt Tim Montague, Moderator des Clean Power Hour Podcasts – Bewusstsein und Aufklärung sind Teil des Problems, da viele Landwirte einfach noch wenig über diese Systeme wissen sunzaun.com. Traditionelle Landwirte davon zu überzeugen, Solarinfrastruktur auf ihrem Land zu akzeptieren, kann Zeit und den Nachweis von Erfolgen erfordern.
Regulatorische und politische Hürden: In einigen Regionen gibt es keinen klaren politischen Rahmen für dual genutzte Solarfarmen. Flächennutzungspläne berücksichtigen möglicherweise keine Strukturen auf Feldern, oder Förderprogramme sind entweder auf Landwirtschaft oder Solarenergie ausgerichtet, aber nicht auf beides gleichzeitig. Das beginnt sich zu ändern – zum Beispiel haben Bundesstaaten wie New Jersey Dual-Use Solar Pilotprogramme gestartet, um Agrivoltaik gezielt zu erforschen und zu unterstützen pv-magazine-usa.com. Die Europäische Union und Länder wie Deutschland prüfen ebenfalls Anpassungen bei Ausschreibungen für erneuerbare Energien und Agrarsubventionen, um Agri-PV zu fördern (Deutschlands Entwurf des „Solarpakets“ 2023 enthielt agrivoltaische Bestimmungen). Dennoch wirft die Genehmigung einer vertikalen Solarfarm auf landwirtschaftlichen Flächen besondere Fragen auf: Gilt sie als landwirtschaftliches Gebäude oder als Energieanlage? Kann das Land weiterhin als landwirtschaftlich besteuert oder ausgewiesen werden? Die Politik muss nachziehen, um die doppelten Vorteile anzuerkennen und zu honorieren. Branchenexperten wie Helge Biernath, CEO des vertikalen Solarfirmen Sunzaun, betonen einen Perspektivwechsel: Statt spezielle Anreize für Agrivoltaik zu fordern, argumentiert er, dass nicht die Einführung von Agrivoltaik das zukünftige landwirtschaftliche Ertragspotenzial angesichts des Klimastresses auf die Ernten gefährden könnte sunzaun.com. Das ist eine gewagte Position, unterstreicht aber die Notwendigkeit, dass politische Entscheidungsträger Agrivoltaik als Klimaanpassungsstrategie und nicht nur als Energieprojekt betrachten.
Ästhetik und öffentliche Wahrnehmung: Ein Feld mit vertikalen Solarmodulen sieht anders aus als eine herkömmliche Solarfarm oder ein typisches Feld mit Nutzpflanzen. Im Grunde entstehen Reihen aus metallischen „Zäunen“ in der Landschaft, die bis zu 2,5–3 Meter hoch sein können. Manche Menschen empfinden diesen optischen Eindruck als störend oder befürchten eine „Industrialisierung“ der ländlichen Umgebung. Die Akzeptanz in der Bevölkerung ist ein Faktor; selbst konventionelle Solarfarmen stoßen manchmal auf NIMBY-Widerstand, und vertikale Anlagen müssen sich dem ebenfalls stellen. Andererseits lassen vertikale Anlagen Grünflächen und offenen Raum zwischen den Reihen, sodass manche sie als weniger störend empfinden als ein durchgehendes Meer aus geneigten Modulen. Frühe Agrivoltaik-Projekte betonen oft die minimale optische Veränderung – zum Beispiel sieht man nach der Installation in einem Sojabohnenfeld weiterhin grüne Flächen mit gelegentlichen Modulreihen, statt einer komplett blauen/schwarzen Solardecke. Dennoch müssen Projektentwickler die Gemeinden einbinden und Vorteile aufzeigen. In Oregon hat ein großes Agrivoltaik-Projekt (der 1.588 Hektar große Muddy Creek Energy Park) eine Debatte ausgelöst – Befürworter sehen darin ein Modell für eine dual genutzte Farm, während einige Anwohner skeptisch gegenüber Projekten sind, die sich über Tausende von Hektar erstrecken, selbst wenn sie dual genutzt werden capitalpress.com. Wie bei Windkraftanlagen oder herkömmlichen Solarfarmen bleibt es eine Herausforderung, Entwicklung und lokale Anliegen in Einklang zu bringen.

Zusammenfassend müssen vertikale bifaziale Solarfarmen höhere Anfangsinvestitionen überwinden, ein robustes Design für Wind und landwirtschaftlichen Betrieb sicherstellen, sich in Pflanzen- und Viehsysteme einfügen und sowohl regulatorische als auch gesellschaftliche Rahmenbedingungen meistern. Diese Herausforderungen sind real, werden aber durch Innovationen, politische Anpassungen und wachsende Erfahrungen aus Pilotprojekten angegangen. Die Kosten werden beispielsweise voraussichtlich sinken, sobald mehr Projekte gebaut werden – ähnlich wie bei den ersten Solarmodulen, die anfangs teuer waren, deren Preise aber mit der Massenproduktion stark gefallen sind. Als Nächstes betrachten wir den Kostenfaktor etwas genauer und wie die Wirtschaftlichkeit von vertikaler Solarenergie abschneidet.

Kostenüberlegungen

Die wirtschaftliche Tragfähigkeit ist eine zentrale Frage bei jedem neuen Solaransatz. Vertikale bifaziale Systeme bringen im Vergleich zu herkömmlichen PV-Anlagen einige andere Kostenfaktoren und Einsparungen mit sich:

Anfängliche Investitionskosten: Wie bereits erwähnt, sind bei vertikalen Solarfarmen vor allem aufgrund der Montagestrukturen und möglicherweise der bifazialen Module höhere Anfangskosten zu erwarten. Das Ausmaß des Aufpreises kann variieren. In manchen Fällen könnten die Grundstückskosten geringer ausfallen (wenn Sie nur einen schmalen Landstreifen nutzen oder das Land mit der Landwirtschaft teilen, müssen Sie möglicherweise nicht so viel eigenes Land kaufen oder pachten wie bei einer eigenständigen Solarfarm). Staatliche Anreize oder Förderungen können eine Rolle spielen: In Anerkennung des Doppelnutzungscharakters subventionieren einige Regierungen Agrivoltaik-Pilotprojekte. So gewährte die österreichische Regierung eine Investitionsförderung von 15 % für die vertikale Agrivoltaikanlage in Neudorf, da sie die landwirtschaftliche Nutzung des Bodens erhielt pv-magazine.com. Ähnlich stellte das Pilotprogramm von New Jersey der Rutgers University 2 Millionen US-Dollar für Agrivoltaik-Forschungsanlagen zur Verfügung pv-magazine-usa.com, und auch in Japan gab es in der Vergangenheit Förderungen für Landwirte, die auf Solar-Sharing umsteigen. Diese Anreize helfen, die Mehrkosten in dieser frühen Einführungsphase auszugleichen.
Energieertrag und Einnahmen: Während vertikale Solarfarmen weniger kWh pro installiertem kW erzeugen als eine optimal geneigte Anlage, kann der Wert dieser kWh höher sein. Viele Märkte haben zeitabhängige Tarife oder Spitzenlastgebühren, die Strom am Morgen/Abend lukrativer machen als Strom zur Mittagszeit. Wenn Strom ins Netz verkauft wird, könnte eine vertikale Farm im Durchschnitt mehr Einnahmen pro kWh erzielen. Es gibt auch Potenzial für Premium-Branding – zum Beispiel könnte ein Landwirt seine Ernte als nachhaltig unter Solarpanels angebaut vermarkten und damit möglicherweise umweltbewusste Kunden oder Verträge anziehen, auch wenn dies derzeit noch eine Nische ist. Zusätzlich erhält die Farm eine zweite Einnahmequelle (Stromverkauf oder Einsparungen), die zum Einkommen aus dem Anbau hinzukommt. In einem hypothetischen Beispiel, das von MarketWatch veröffentlicht wurde, könnte ein 6 kW großes, vertikales bifaziales System für Privathaushalte etwa 9.000 kWh/Jahr (bei guten Sonnenbedingungen) erzeugen, was bei $0,16/kWh etwa $1.440 pro Jahr ergibt solarwa.org. Das deutet auf eine solide Amortisation im Laufe der Zeit hin, obwohl die Installation möglicherweise mehr kostet als ein Standard-6-kW-System. Die Kalkulation für ein System im landwirtschaftlichen Maßstab würde sowohl die Stromeinnahmen als auch jegliche Auswirkungen (positiv oder negativ) auf den Ernteertrag berücksichtigen. In vielen Fällen können selbst einstellige prozentuale Ertragsverluste bei der Ernte durch die Energiegewinne mehr als ausgeglichen werden, insbesondere bei weniger wertvollen Massenkulturen.
Betriebliche Einsparungen: Vertikale Agri-Photovoltaik kann auf verschiedene Weise Betriebskosten sparen. Weniger Reinigung und Wartung der Module ist ein Punkt – wie erwähnt, wenn die Natur die Module sauberer hält, spart man bei Reinigungspersonal oder Robotern. Ein weiterer Punkt sind möglicherweise geringere Versicherungs- oder Risikokosten. Zum Beispiel sind vertikale Module weniger anfällig für Schäden durch schwere Schneelasten (eine häufige Gefahr für dachmontierte Module im Winter). Sie sind möglicherweise auch weniger anfällig für Diebstahl oder Vandalismus, wenn sie gleichzeitig als sicherer Zaun für ein Grundstück dienen. Auf Bauernhöfen können sie als Windschutz dienen und so möglicherweise Windschäden an bestimmten Kulturen oder Erosion verringern – ein Vorteil, der schwer zu monetarisieren ist, aber dennoch real ist. Auf der anderen Seite muss man mögliche neue Kosten berücksichtigen: z. B. wenn ein Traktorfahrer versehentlich eine Modulreihe streift, könnten Reparaturkosten anfallen, oder wenn Vieh an Kabeln kaut, wären Schutzmaßnahmen nötig. Das Management muss sich also anpassen.
Langlebigkeit und Rendite: Wenn sie gut geplant und gewartet werden, sollten vertikale bifaziale Systeme genauso 25-30 Jahre halten wie herkömmliche Solarfarmen (die Module und Wechselrichter haben die gleiche Lebensdauer). Die Frage ist, ob ihre Leistung im Vergleich zu üblichen Systemen mehr oder weniger abnimmt. Es gibt einige Spekulationen, dass vertikale Module, weil sie die heißeste Sonne vermeiden und weniger Schmutz ansammeln, im Laufe der Zeit langsamer an Leistung verlieren könnten – aber Langzeitdaten liegen noch nicht vor. Falls das zutrifft, könnte das eine längere Nutzungsdauer oder eine bessere Leistung in späteren Jahren bedeuten, was die Gesamtrendite verbessert. Frühe Anwender setzen auch darauf, dass die Kombination aus Landwirtschaft und Energie neue Einnahmequellen erschließen könnte (wie z. B. CO2-Zertifikate für klimafreundliche Landwirtschaft oder Zahlungen für Netzdienstleistungen, da ihr Erzeugungsprofil netzfreundlich ist).
Skaleneffekte: Wenn mehr vertikale Projekte gebaut werden, werden Hersteller und Installateure wahrscheinlich Wege finden, die Kosten zu senken. Schon jetzt optimieren Unternehmen Montagesysteme – zum Beispiel durch Modulrahmen mit vorgebohrten Löchern, sodass sie direkt an Pfosten verschraubt werden können, ohne separate Gestelle pv-magazine-usa.com. Solche Vereinfachungen können den Stahlverbrauch und den Arbeitsaufwand reduzieren. Auch die Preise für bifaziale Module sinken, da sie zum Branchenstandard werden. Next2Sun, einer der Pioniere, arbeitet mit Modulherstellern zusammen (wie kürzlich mit dem chinesischen Hersteller Huasun), um bifaziale Module für den vertikalen Einsatz anzupassen und die Kosten zu senken pv-magazine.com. Wenn sich die jährlichen Installationszahlen von vertikaler Agri-Photovoltaik in den kommenden Jahren verdoppeln oder verdreifachen (wie es derzeit in Europa geschieht pv-magazine.com), sollten sich die Skaleneffekte verbessern und der Kostenaufschlag könnte sinken. Branchenexperten auf der Intersolar Europe 2025 stellten fest, dass die Dynamik zunimmt und vertikale PV-Installationen insbesondere in Märkten wie Italien, Deutschland und Frankreich an Fahrt gewinnen pv-magazine.com – ein Zeichen dafür, dass Kostenbarrieren durch Nachfrage und Innovation allmählich überwunden werden.

Zusammenfassend ist der finanzielle Ausblick für vertikale Solarfarmen vielversprechend, aber derzeit projektspezifisch. Sie sind besonders sinnvoll in Szenarien, in denen Land knapp oder teuer ist, Doppelnutzung einen hohen Stellenwert hat oder zeitabhängige Vergütung ihr Produktionsprofil belohnt. Sie sind möglicherweise weniger attraktiv, wenn es rein um die niedrigsten Kosten pro kWh in Regionen mit viel günstigem Land und dem Bedarf an maximaler Energieausbeute geht (dort könnte traditionelle Solarenergie weiterhin überlegen sein). Doch mit zunehmender Reife der Technologie und mehr Fallstudien, die ihren Wert – nicht nur energetisch, sondern auch durch Zusatznutzen – belegen, dürfte sich die Kostenbilanz weiter verbessern. Bemerkenswert ist, dass einige politische Entscheidungsträger bereits über die Kosten hinausblicken; wie ein Agri-Photovoltaik-Befürworter sagte, „wenn du keine Agri-Photovoltaik machst, wirst du in Zukunft nicht den Biomasseertrag haben, den du brauchst“, was unterstreicht, dass die Kosten des Nichtstuns bei der Integration von Solarenergie in die Landwirtschaft in einer klimabelasteten Welt höher sein könnten sunzaun.com.

Umwelt- und Sozialauswirkungen

Vertikale bifaziale Solarfarmen haben Auswirkungen, die sich auf Umwelt und Gesellschaft erstrecken – oft sehr positive:

Landwirtschaftliche Flächennutzung und Ernährungssicherheit: Durch die Ermöglichung einer doppelten Landnutzung helfen diese Systeme, das Dilemma „Nahrung vs. Solarenergie“ zu vermeiden. Landwirtschaftliche Flächen können weiterhin Nahrungsmittel produzieren und gleichzeitig saubere Energie erzeugen. Das ist entscheidend, da wir den Ausbau erneuerbarer Energien anstreben – große Solarfarmen haben in einigen Regionen Bedenken ausgelöst, dass fruchtbares Land aus der Produktion genommen wird. Agri-Photovoltaik bietet einen Ausweg aus diesem Konflikt. Eine Studie von Forschern der Oregon State University aus dem Jahr 2019 ergab, dass die gemeinsame Nutzung von Solarenergie und Landwirtschaft in großem Maßstab theoretisch bis zu 20 % des US-Strombedarfs mit minimalen Auswirkungen auf die Ernteerträge decken könnte und gleichzeitig über 100.000 Arbeitsplätze in ländlichen Gebieten schaffen würde solarwa.org. Das weist auf eine Zukunft hin, in der ländliche Gemeinden sowohl landwirtschaftliche als auch energetische Zentren sind, anstatt eines für das andere opfern zu müssen. Darüber hinaus trägt die Doppelnutzung der Flächen dazu bei, ländliche Landschaften und landwirtschaftliche Traditionen zu bewahren, was gesellschaftlich wertvoll ist.
Klimawandel-Resilienz: Wie bereits erwähnt, kann die teilweise Beschattung durch vertikale Module die Hitzebelastung für Pflanzen verringern und die Verdunstung reduzieren, was in zunehmend heißen und trockenen Klimazonen von Vorteil ist. Es gibt auch die Hypothese, dass durch die Unterbrechung großer offener Felder mit Modulreihen die Winderosion verringert und sogar Mikrohabitate geschaffen werden könnten, die bestimmten Insekten oder Bodenorganismen zugutekommen (bei einigen Agri-Photovoltaik-Anlagen werden Wildblumen oder heimische Gräser in den Modulreihen gepflanzt, um Bestäuber zu unterstützen). All dies könnte landwirtschaftliche Betriebe widerstandsfähiger gegenüber Klimaextremen machen. Aus Sicht der Energieversorgung sorgt die Verteilung der Solarstromerzeugung über mehr Tagesstunden (dank vertikaler Module) für eine höhere Resilienz des Netzes – es ist, als würde man das Solar-„Portfolio“ diversifizieren, um das Risiko eines einzelnen Ausfalls oder von Schwankungsphasen zu verringern. Außerdem kann so der Bedarf an fossilen Reservekraftwerken in den frühen Morgen- und Abendstunden reduziert werden, was durch Emissionsminderung zum Klimaschutz beiträgt. Ein ökologischer Zielkonflikt, den es zu beachten gilt, ist die Auswirkung der physischen Strukturen auf die Tierwelt: Vertikale Zäune könnten möglicherweise die Bewegung großer Tiere über die Felder behindern (obwohl Zäune in der Landwirtschaft bereits üblich sind). In manchen Regionen könnten daher ein ausreichender Abstand oder eine wildtierfreundliche Gestaltung (wie kleine Lücken oder Wildtierkorridore zwischen den Abschnitten) erforderlich sein.
Reduzierter CO2-Fußabdruck von Solarenergie: Bifaziale vertikale Solarfarmen können die Amortisationszeit des CO2-Ausstoßes von Solaranlagen verbessern. Die Herstellung von Solarmodulen und Stahlgestellen verursacht einen sogenannten „grauen“ CO2-Ausstoß; normalerweise „amortisiert“ eine Solarfarm diesen CO2-Ausstoß, indem sie innerhalb weniger Jahre sauberen Strom erzeugt. Da vertikale Systeme relativ mehr wertvollen Strom erzeugen und Curtailment vermeiden können (was bedeutet, dass mehr ihres potenziellen Outputs tatsächlich genutzt wird), wird der Beitrag jedes Moduls effektiver. Außerdem, wenn sie tatsächlich länger halten oder weniger Wartung benötigen, reduziert das die Emissionen über den Lebenszyklus, die mit Ersatzteilen oder Wartungsarbeiten verbunden sind. Diese Faktoren sind derzeit noch schwer zu quantifizieren, aber Forscher untersuchen, wie Agri-Photovoltaik die Gesamtemissionen senken könnte – nicht nur durch grünen Strom, sondern auch durch verbesserte landwirtschaftliche Praktiken (z. B. weniger Traktoreneinsatz, wenn durch Verschattung weniger Bewässerung nötig ist und dadurch weniger Diesel verbrannt wird). Eine Modellierungsstudie stellte fest, dass das Erzeugungsprofil von vertikaler Photovoltaik eine geringere Nutzung von Gaskraftwerken oder Speichern ermöglichen könnte, wodurch Emissionen aus diesen Quellen indirekt vermieden werden solarwa.org. Im weiteren Sinne kann die Integration von Energie in die Landwirtschaft Systeme hervorbringen, die Land, Wasser und Energie gemeinsam optimieren und so möglicherweise Synergien freisetzen, die Treibhausgase stärker reduzieren, als wenn wir jeden Bereich einzeln angehen.
Gesellschaftliche und wirtschaftliche Auswirkungen: Für Landwirte kann das Betreiben einer vertikalen Solarfarm ein stabiles Einkommen (durch Pacht oder Stromverkauf) bieten, das in schlechten Erntejahren oder bei volatilen Erzeugerpreisen als Puffer dient. Dies könnte die wirtschaftliche Stabilität im ländlichen Raum erhöhen. Außerdem werden Landwirte und Grundeigentümer so zu Akteuren der erneuerbaren Energien und erweitern die Basis für die Akzeptanz sauberer Energie. Es kann sogar kulturelle Vorteile geben; zum Beispiel könnten jüngere Generationen Hightech-Solaranlagen auf dem Familienbetrieb als interessante Innovation sehen und sich dadurch eher für die Fortführung der Landwirtschaft entscheiden, anstatt in die Stadt abzuwandern. Einige Agri-Photovoltaik-Projekte haben Bildungs- oder Forschungskomponenten (wie die Standorte der Rutgers University und der Colorado State University), die Studierende und lokale Gemeinschaften in die Nachhaltigkeitsforschung einbinden pv-magazine-usa.com, sandboxsolar.com. Auf der anderen Seite erfordert die Akzeptanz in der Bevölkerung eine sorgfältige Herangehensweise – transparente Kommunikation, visuelle Abschirmung (z. B. Hecken entlang von Straßen, falls das Aussehen der Module stört) und der Nachweis, dass die Landwirtschaft neben den Modulen weiterhin robust betrieben wird, sind wichtig, um Akzeptanz zu schaffen.
Visuelle Landschaft und kulturelle Auswirkungen: Während vertikale Solarfarmen das Aussehen von Feldern verändern, argumentieren einige, dass sie ein akzeptierter Teil der modernen Agrarlandschaft werden könnten, ähnlich wie Traktoren oder Bewässerungsanlagen. In Japan, wo vertikale Paneele auf kleinen Bauernhöfen zu sehen sind, bemerkte eine große Zeitung, sie „werden voraussichtlich in den kommenden Jahren die Landschaft des Landes verändern“ asahi.com – eine Veränderung, aber eine, die mit Fortschritt und Innovation verbunden sein könnte. Es gibt ein Vorbild: Windkraftanlagen haben in den letzten Jahrzehnten das ländliche Landschaftsbild verändert; vielleicht werden nun schlanke Reihen von Solarpaneelen die Felder zieren. Wenn dies geschmackvoll und im angemessenen Maßstab geschieht, kann es integriert werden, ohne den landschaftlichen Wert wesentlich zu beeinträchtigen – aber das ist subjektiv. Manche Gemeinden bevorzugen vielleicht vertikale Paneele gegenüber riesigen Solarfeldern, weil sie Zäunen ähneln und als Teil des landwirtschaftlichen Umfelds und nicht als industrielle Überlagerung wahrgenommen werden können. Es wird interessant sein zu beobachten, wie sich die öffentliche Wahrnehmung entwickelt, wenn aus Pilotprojekten großflächige Umsetzungen werden.

Im Wesentlichen bieten vertikale bifaziale Solarfarmen einen Weg zu nachhaltigerer Landnutzung, indem sie die Ziele erneuerbarer Energien mit landwirtschaftlicher und ökologischer Verantwortung in Einklang bringen. Sie sind ein Werkzeug für klimaintelligente Landwirtschaft – sie bieten Schatten und zusätzliches Einkommen für Landwirte – und für den Ausbau erneuerbarer Energien ohne Landnutzungskonflikte. Wie bei jeder Innovation ist es wichtig, mögliche negative Auswirkungen (ob auf Biodiversität, Landschaft oder landwirtschaftliche Abläufe) zu beobachten und zu mindern, aber die bisherigen Erfahrungen in mehreren Ländern deuten auf ein überwiegend positives Bild hin. Ein entscheidender Aspekt wird der Wissensaustausch und die Einbindung der Gemeinschaft sein, damit die Menschen, die mit diesen Systemen leben, sie als vorteilhafte Ergänzung ihrer Umgebung sehen.

Vergleich vertikaler und traditioneller Solaranlagen

Es ist hilfreich, vertikale bifaziale Solarfarmen direkt mit traditionellen horizontalen (oder geneigten) Solarfarmen zu vergleichen, um ihre jeweiligen Stärken und Schwächen zu verstehen:

Ausrichtung & Energieerzeugung: Traditionelle Solaranlagen sind typischerweise in einem Winkel zum Äquator ausgerichtet (z. B. nach Süden mit ~20–40° Neigung auf der Nordhalbkugel) oder nutzen einachsige Nachführsysteme, die der Sonne von Ost nach West folgen, um die Belichtung zu maximieren. Diese Designs zielen darauf ab, über den Tag hinweg so viel Sonnenlicht wie möglich einzufangen, was zu einer Produktionskurve mit einem starken Höhepunkt um die Mittagszeit führt. Vertikale Anlagen verzichten auf die Erfassung der Sonne im Zenit zugunsten der Aufnahme von Sonnenlicht mit niedrigem Winkel aus Osten und Westen. Das bedeutet eine flachere, breitere Produktionskurve mit zwei Spitzen (morgens/abends) und einem großen Einbruch zur Mittagszeit solarwa.org. In Bezug auf die Gesamtenergie erzeugt eine gut optimierte traditionelle Anlage in der Regel mehr kWh pro installiertem kW als eine vertikale Farm, besonders im Sommer. Allerdings könnte der Output der vertikalen Farm für das Stromnetz nützlicher sein. Man kann es so sehen: Eine horizontale Anlage ist wie ein Sprinter (Energieschub um die Mittagszeit), während eine vertikale Farm eher einem Marathonläufer gleicht (gleichmäßige Energieverteilung über den Tag).
Saisonale Leistung: Im Winter, wenn die Sonne tief steht, können nach Süden geneigte Module in einem steilen Winkel aufgestellt werden, um das schwache Sonnenlicht besser einzufangen, während vertikale Module (Ost-West) morgens und nachmittags etwas Sonne abbekommen, wenn die Sonne weit genug im Süden auf- bzw. untergeht. Liegt Schnee auf dem Boden, können nach Süden geneigte Module immer noch direktes Sonnenlicht erhalten (sofern sie selbst nicht mit Schnee bedeckt sind), aber vertikale Module stehen zur Mittagszeit völlig senkrecht zur Wintersonne (das heißt, die Sonne trifft auf ihre Kante). Aus rein geometrischer Sicht hat ein nach Süden ausgerichtetes Modul also im Winter einen Vorteil beim Ertrag. Berücksichtigt man jedoch Schneebedeckung: Ein vertikales Modul bleibt wahrscheinlich schneefrei und profitiert zudem vom reflektierenden Schnee am Boden, während ein geneigtes Modul nach einem Schneesturm möglicherweise erst einmal von Schnee bedeckt bleibt, bis es freigeräumt wird. In Gegenden mit häufigem Schneefall können vertikale Systeme im Winter tatsächlich mehr erzeugen, wie in Testfällen beobachtet wurde, in denen vertikale Anlagen an schneereichen Tagen geneigte übertrafen sunzaun.com. Bei bewölktem Winterwetter produzieren beide Systeme wenig, aber vertikale Module können auf beiden Seiten mehr diffuses Licht einfangen. Im Sommer gewinnen klassische Module klar zur Mittagszeit (wenn die Sonne hoch steht), aber vertikale Module schneiden an langen Sommertagen morgens und abends relativ besser ab. Der saisonale Vergleich hängt also stark von Breitengrad und Klima ab. Ein bemerkenswertes Beispiel: In Regionen mit hoher geografischer Breite und Schnee wurde festgestellt, dass vertikale bifaziale Module im Winter durch Reflexionen deutlich mehr erzeugen, während viele fest installierte Systeme unter Schnee stillstanden asahi.com.
Flächennutzung & Dichte: Traditionelle Solarparks bedecken oft große, zusammenhängende Flächen; im Grunde ist der Boden überall dort, wo Module stehen, meist nicht mehr nutzbar (er liegt im starken Schatten und ist mit Gestellen verbaut). Manche Anlagen nutzen diese Flächen für Schafbeweidung oder zur Aussaat von Wildblumen (zur Unterstützung von Bestäubern), aber unter einer durchgehenden Modulfläche kann man in der Regel keine Feldfrüchte anbauen. Vertikale Anlagen nutzen das Land in Streifen – die Module selbst nehmen oft nur einen kleinen Prozentsatz der Feldfläche ein (häufig weniger als 5–10 %, je nach Reihenabstand). Der Rest der Fläche bekommt Sonne und Regen und kann daher landwirtschaftlich genutzt oder als Freifläche belassen werden. In Bezug auf die reine Kapazität pro Hektar kann ein dicht gepackter traditioneller Solarpark beispielsweise 30 MW pro Quadratkilometer installieren, während eine vertikale Anlage auf derselben Fläche wegen der Abstände deutlich weniger Kapazität installiert (vielleicht etwa 10 MW, wenn die Reihen für den Ackerbau weit auseinander stehen). Diese 10 MW sind jedoch zusätzlich zu dem, was die Fläche an Ernteertrag bringt, während der 30-MW-Park die Landwirtschaft vollständig verdrängt. Für die ausschließliche Energieerzeugung gewinnt also die traditionelle Anlage bei Watt pro Hektar; für die kombinierte Nutzung (Nahrung + Energie) gewinnt die vertikale Lösung. Außerdem können vertikale Module Randstreifen nutzen, die für traditionelle Module ungeeignet wären – z. B. schmale Feldränder, entlang von Bewässerungskanälen, Straßenrändern usw. In solchen Bereichen ist der Vergleich der Kapazität pro Hektar hinfällig, da dort ohnehin keine traditionellen Solarparks gebaut würden.
Wartung & Betrieb: Beide Systeme erfordern Wartung (Wechselrichter-Checks, Reinigung der Module, Vegetationsmanagement unter den Modulen usw.). Bei herkömmlichen Anlagen kommt es manchmal zu Staubablagerungen, insbesondere wenn die Module in einem flachen Winkel geneigt sind (Schmutz rutscht nicht so leicht ab) – die Reinigung kann in Wüsten oder trockenen Gebieten erheblich sein. Vertikale Module, wie bereits erwähnt, haben selbstreinigende Vorteile solarwa.org. Herkömmliche Anlagen bieten oft einen leichteren Zugang für Wartungsfahrzeuge (da sie meist klare Gänge und ein einheitlicheres Layout haben), während vertikale Reihen buchstäblich eingezäunte Reihen sein können, die man nur von den Enden oder über spezielle Wege erreicht. Ist die vertikale Anlage jedoch in einen Zaun integriert, kann die Wartung so einfach sein wie das Kontrollieren eines Zaunverlaufs, was unkompliziert ist. Das Vorhandensein von Nutzpflanzen oder Tieren erschwert die Wartung vertikaler Anlagen etwas – man kann nicht überall hinfahren, sondern muss auf die Pflanzen Rücksicht nehmen oder sich mit dem Betriebsplan abstimmen. Herkömmliche Anlagen halten die Vegetation meist niedrig (manchmal durch Schafbeweidung oder Mähen), um Verschattung zu vermeiden; bei vertikalen Anlagen muss man verhindern, dass hohe Pflanzen die Module verschatten, aber wenn gerade diese Pflanzen wertvoll sind, würde man sie nicht schneiden – man wählt stattdessen kompatible Kulturen. Es gibt auch mehr Ränder für Wildtiere bei vertikalen Anlagen – Vögel oder Nagetiere bewegen sich möglicherweise anders um die Module als auf einem offenen Feld. Es bleibt abzuwarten, ob vertikale Anlagen mehr oder weniger Schädlingsbefall haben (einige Landwirte befürchten, dass Vögel auf den Modulen sitzen und Kot hinterlassen, aber das kann bei jeder Struktur passieren).
Bedarf an Energiespeicherung: Einer der angepriesenen Vorteile vertikaler Anlagen ist die Verringerung des Batteriebedarfs, um Solarenergie auf später am Tag zu verschieben solarwa.org. Ein Netz, das nur aus herkömmlicher Solarenergie besteht, benötigt möglicherweise viele Speicher oder Spitzenlastkraftwerke, um abends Strom zu liefern, wenn die Sonne untergeht. Ein Netz mit einer Mischung, einschließlich vertikaler Solaranlagen, hätte mehr eingebaute Stromerzeugung für die späten Tagesstunden. Allerdings können herkömmliche Anlagen dies auch durch Überdimensionierung und zusätzliche Speicher lösen, allerdings mit höheren Kosten. Wenn man sich eine 100-MW-konventionelle Solaranlage im Vergleich zu einer 100-MW-vertikalen Solaranlage vorstellt: Die konventionelle wird mittags eine riesige Strommenge einspeisen (wovon vielleicht ein Teil verschwendet oder billig verkauft wird) und um 18 Uhr nichts mehr liefern; die vertikale wird mittags eine moderatere Leistung haben, aber um 18 Uhr immer noch etwas produzieren, wenn die konventionelle bei null ist. Die konventionelle Anlage benötigt dann vielleicht eine 25-MW-Batterie, um einen Teil der Mittagsenergie in den Abend zu verschieben, während die vertikale mit einer viel kleineren Batterie oder ganz ohne auskommt, weil sie von Natur aus bis in den Abend hinein produziert. Deshalb sehen Energieplaner eine Rolle für vertikale PV bei der Netzstabilisierung. Es ist fast so, als hätte man einen eingebauten „Tracker“, der sich am Bedarf orientiert und nicht an der exakten Sonnenposition.
Komplexität und Flexibilität: Traditionelle Solaranlagen sind mittlerweile ein eingespieltes System – Tausende von Installateuren wissen, wie sie installiert werden, die Kosten sind gut bekannt und die Leistung ist sehr vorhersehbar. Vertikale Solarfarmen sind neuer; nicht so viele Unternehmen haben Erfahrung damit, und jeder Standort könnte individuelle Anpassungen erfordern (für Bodenbedingungen, optimalen Reihenabstand usw.). Allerdings bieten Unternehmen wie Sunzaun, Next2Sun und andere inzwischen vorkonfigurierte Lösungen für vertikale Montagesysteme an, was die Komplexität für Anwender senkt solarwa.org. Traditionelle Solaranlagen können auch auf Nachführsystemen installiert werden, um die Produktion zu erweitern (Nachführsysteme folgen der Sonne und liefern mehr Energie am Morgen und Nachmittag als fest geneigte Systeme), aber Nachführsysteme bringen bewegliche Teile und Wartungsaufwand mit sich. Vertikale Systeme erreichen eine ähnlich breite Produktion ohne bewegliche Teile, was ein Vorteil ist. Andererseits sind vertikale Systeme in gewisser Hinsicht weniger flexibel: Man kann die Neigung nicht saisonal anpassen oder der Sonne nachführen – sie sind konstruktionsbedingt fixiert. Traditionelle fest geneigte Systeme können zumindest für die geografische Breite (Winkel) optimiert oder ein- bis zweimal im Jahr angepasst werden, wenn jemand den Winter- bzw. Sommerwinkel optimieren möchte. In der Praxis bleiben die meisten Solarfarmen jedoch das ganze Jahr über bei einer Neigung.

Zur Veranschaulichung des Vergleichs: Ein deutscher Energieexperte beschrieb vertikale Agri-PV als einen Generator, der ost-west ausgerichtet ist und nicht den großen Mittags-Peak konventioneller PV aufweist pveurope.eu. Er stellte fest, dass dies „weniger Nutzungskonflikte, eine bessere Deckung des Strombedarfs und geringere Speicheranforderungen“ für das Energiesystem bedeutet pveurope.eu. Ein konventioneller Solarentwickler könnte dagegenhalten, dass bei verfügbarem Land und dem Ziel maximaler Megawattstunden ein traditionelles Layout (vielleicht kombiniert mit einem Speicher) einfacher und günstiger sein könnte. Beide Ansätze haben ihre Berechtigung und schließen sich nicht gegenseitig aus – zukünftige Solarfarmen könnten beide Typen integrieren, mit einigen vertikalen Modulen entlang der Ränder und anderen traditionellen in der Feldmitte, um die Landnutzung und den Stromertrag gemeinsam zu optimieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass traditionelle Solaranlagen bei der reinen Energieproduktion und in Bezug auf Kosten und Skalierung im Vorteil sind, während vertikale bifaziale Anlagen eine überlegene Flächeneffizienz für Doppelnutzung und ein netzfreundlicheres Ertragsprofil bieten. Die Wahl hängt von den Projektzielen ab: Wenn die Doppelnutzung von Land und ein höherer Netzvorteil Priorität haben, ist vertikal sehr attraktiv; wenn maximale Leistung und niedrigste Kosten entscheidend sind, bleibt traditionell stark. Mit der Weiterentwicklung der Energielandschaft (und der stärkeren Integration von Solarenergie in die Netze) wird der Wert des vertikalen Ansatzes voraussichtlich steigen.

Aktuelle Installationen und Pilotprojekte weltweit

Vertikale bifaziale Solarfarmen sind von der Konzeptphase in zahlreiche Pilotprojekte und sogar kommerzielle Installationen weltweit übergegangen. Stand 2025 sind hier einige bemerkenswerte Installationen und Fallstudien, die zeigen, wie die Technologie angewendet wird:

Deutschland & Zentraleuropa: Deutschland ist ein Vorreiter bei vertikaler Agri-Photovoltaik. Das Start-up Next2Sun, gegründet 2015, baute eine der ersten und größten vertikalen bifazialen Anlagen Europas. 2020 realisierten sie eine wegweisende 4,1-MW-Vertikal-Agri-PV-Anlage in Donaueschingen-Aasen (Baden-Württemberg) – Reihen von bifazialen Modulen auf Ackerland next2sun.com. Anschließend weitete Next2Sun Projekte auf Nachbarländer aus: Zum Beispiel eine 1,9-MW-Anlage in Neudorf, Österreich (Inbetriebnahme 2022), die Kürbis- und Sojaanbau mit vertikalen Modulen kombiniert pv-magazine.com. Diese österreichische Anlage lieferte wertvolle Daten; die Landwirte Peter Gsell und Josef Gründl, denen das System gehört, berichteten, dass die Module den Bodenfeuchtegehalt nicht wesentlich beeinflussten – egal ob es ein trockenes oder nasses Jahr war pv-magazine.com, und die Erntezeiten waren etwa vergleichbar mit konventionellen Feldern (bei einigen Kulturen wie Soja mit einer leichten Verlängerung) pv-magazine.com. Sie hoben auch den geringen Wartungsaufwand hervor – seit 2022 mussten sie die Module dank Regen und Schnee nicht reinigen pv-magazine.com. Das europäische Interesse wächst rasant: Next2Sun-Führungskräfte gaben auf der Intersolar Europe 2025 bekannt, dass sich ihre jährlichen Installationen auf 40 MW im Jahr 2024 verdoppelt haben (von 20 MW im Vorjahr), da die Nachfrage in Ländern wie Deutschland, Frankreich und Italien stark gestiegen ist pv-magazine.com. Frankreich und Italien, die mit Flächenknappheit und politischen Anreizen für Agri-Photovoltaik konfrontiert sind, haben mehrere Pilotanlagen und planen Dutzende Megawatt vertikaler Solaranlagen in Weinbergen und Ackerflächen. In Nordeuropa (Niederlande, Belgien), wo Milchviehbetriebe und offene Felder verbreitet sind, laufen Versuche, vertikale Solarfelder als Zäune zu nutzen, um Energie zu erzeugen, ohne weidende Kühe zu stören. Selbst im schneereichen Schweiz wurden vertikale Module in Lärmschutzwände an Autobahnen (der A13) integriert, um sowohl den Lärm zu reduzieren als auch das ganze Jahr über Strom zu erzeugen 8msolar.com.
Vereinigte Staaten: Die USA haben den Trend der Agri-Photovoltaik mit etwas Verzögerung aufgegriffen, holen aber 2024–2025 schnell auf. Ein Meilensteinprojekt befindet sich in Burlington, Vermont, wo Next2Sun mit dem US-Unternehmen iSun zusammenarbeitete, um das erste kommerzielle vertikale Agri-Photovoltaik-System des Landes zu errichten pveurope.eu. Der Bau begann 2024 auf einem 1,5 Hektar großen Gelände, das 69 Reihen bifazialer Module haben wird, die etwa 9,1 Meter (30 Fuß) auseinander stehen, wobei zwischen den Reihen Gemüse wie Karotten und Rote Bete angebaut wird pveurope.eu. Jeff Peck, CEO von iSun, sagte, das vertikale System erhalte das „wertvolle Land… fast vollständig“ für die Landwirtschaft und zeige die Anpassungsfähigkeit an die Bedürfnisse der Landwirte pveurope.eu. Dieses Vermont-Projekt ist ein bedeutender Machbarkeitsnachweis für größere Doppelnutzungsfarmen in den USA. Inzwischen tauchen Forschungs- und Pilotinstallationen auf: Die Agricultural Research Site der Colorado State University installierte 2024 vertikale Reihen bifazialer Module (mit Sunzauns Montagesystem) und baute erfolgreich Mais an, wobei Standard-Landwirtschaftsmaschinen durchfahren konnten sandboxsolar.com. In New Jersey installierte die Rutgers University ein 170 kW starkes vertikales System auf ihrer Versuchsfarm, unterstützt vom Clean Energy Program des Bundesstaates, um die Auswirkungen auf Futterpflanzen und die Beweidung durch Rinder zwischen den Modulen zu untersuchen pv-magazine-usa.com. Dieses Projekt umfasst sogar Tierschutzhütten und Tränken unter den Modulreihen, um die Integration in die Viehhaltung zu ermöglichen pv-magazine-usa.com. Im kleineren Maßstab haben einige US-Landwirte „Solarzäune“ in Eigenregie gebaut – zum Beispiel hat eine Farm in Colorado (Spring Hill Greens) einen 26 kW bifazialen Zaun zwischen Gewächshäusern nachgerüstet, um den eigenen Energiebedarf zu decken, ohne Anbaufläche zu verlieren solarwa.org. Branchenvertreter wie Helge Biernath von Sunzaun fördern vertikale Agri-Photovoltaik aktiv durch Podcasts und Webinare und stellen fest, dass Europa und Asien voraus sind, aber das Interesse in den USA schnell wächst, da die Vorteile der Flächennutzung erkannt werden sunzaun.com. Tatsächlich sehen einige US-Solarentwickler Agri-Photovoltaik inzwischen als Möglichkeit, die Akzeptanz von Solarprojekten in der Bevölkerung zu erhöhen – indem sie diese als landwirtschaftliche Verbesserungen präsentieren, stattals Ersatz. Lightstar Renewables hat beispielsweise Agri-Photovoltaik-Projekte angekündigt (z. B. in Massachusetts), bei denen vertikale Modulreihen eine fortgesetzte landwirtschaftliche Nutzung ermöglichen und sogar den Lebensraum für Bestäuber verbessern sollen. Ziel ist es, den lokalen Gemeinden ein anderes Modell von Solarparks zu zeigen igrownews.com.
Japan & Ostasien: Japan war ein früher Anwender des Konzepts des Solar-Sharings (Agri-Photovoltaik) aus Notwendigkeit – begrenztes Land und der Antrieb, landwirtschaftliche Gemeinden zu revitalisieren. Die frühesten vertikalen PV-Experimente in Japan liegen über ein Jahrzehnt zurück asahi.com, aber erst kürzlich haben bifaziale Module diesen Ansatz effizienter gemacht. Das Reisfeld-Projekt in Ashikaga City (früher erwähnt) ist ein Paradebeispiel: Installiert im Mai 2024 von einer Firma namens Sharing Farm, ist es eines der ersten seiner Art in Japan mit moderner bifazialer Technik asahi.com. Die Module stehen wie Reihen von Trennwänden im Reisfeld, und ein von einer Drohne aufgenommenes Video einer Reispflanzmaschine, die sich durch die Modulreihen schlängelt, wurde viral und zeigt, wie der landwirtschaftliche Betrieb weiterlaufen kann asahi.com. Die Tatsache, dass die Reiserträge nur um 5 % sanken, beeindruckte viele Beobachter asahi.com, und das Projekt verkauft Solarstrom an die Marubeni Corporation für das Netz asahi.com. Experten in Japan erwarten eine Verbreitung solcher Anlagen, besonders in nördlichen Regionen wie Hokkaido, wo starker Schneefall herkömmliche Solaranlagen lahmlegen kann asahi.com. Ein JPEA (Japan Photovoltaic Energy Association)-Beamter prognostizierte ein jährliches Wachstum von 20–30 % bei vertikalen Modulinstallationen, vor allem in diesen schneereichen Gegenden asahi.com. Über Japan hinaus erforschen auch andere asiatische Länder vertikale Agri-Photovoltaik: In Südkorea gibt es Interesse, vertikale Module an den Rändern von Reisfeldern zu nutzen (Südkorea hat bereits einen berühmten 20 Meilen langen, mit Solarmodulen überdachten Radweg gebaut, das war jedoch eher konventionelle Solarenergie). In China ist die überwiegende Mehrheit der Solaranlagen traditionell, aber Forscher haben vertikale bifaziale Anlagen in Wüsten getestet, wobei sie den hohen Albedo-Sand für den Rückseitengewinn nutzen solarwa.org. Bemerkenswert ist, dass einige chinesische Hersteller inzwischen bifaziale Module produzieren, die für die vertikale Montage optimiert sind, da sie einen globalen Markt für solche Systeme erwarten pv-magazine.com. Wir können erwarten, dass Asiens dicht besiedelte und hochgelegene Länder (Japan, Südkorea, Teile Chinas) in den kommenden Jahren ein fruchtbarer Boden für vertikale Solarfarmen sein werden.
Andere Regionen: In ariden Regionen wie dem Nahen Osten oder Nordafrika könnten vertikale bifaziale Module für Schattenstrukturen genutzt werden, die gleichzeitig als Solargeneratoren dienen – zum Beispiel zur Schaffung von beschatteten Kanälen oder Wegen. Auch wenn dies nicht streng genommen „Farmen“ sind, wären es vertikale Installationen, um Wasser vor Verdunstung zu schützen (ähnlich dem Konzept, Kanäle mit Solarmodulen zu überdachen, das in Indien und Kalifornien mit Flachmodulen erprobt wurde). In Europa investieren neben Deutschland auch Länder wie Italien in Agri-Photovoltaik, um Weinberge und Obstplantagen vor extremer Sonne und Hagel zu schützen – einige italienische Projekte nutzen erhöhte Module, aber auch vertikale werden dort in Betracht gezogen, wo es passt (zum Beispiel entlang von Obstplantagenreihen). Afrika hat enormes Solarpotenzial, und vertikale Systeme könnten eine Nische in gemeinschaftlichen Landwirtschaftsprojekten finden, bei denen sowohl Bewässerung (durch Solarpumpen) als auch Pflanzenschutz wertvoll sind. Ein Start-up in Ostafrika prüft beispielsweise Agro-Solarzäune, um Elefanten von Feldern fernzuhalten und gleichzeitig Strom für Dörfer zu erzeugen – ein kreativer Doppelnutzen für vertikale Solarzäune.

Diese Anwendungen zeigen ein Muster: kleinere Pilotprojekte (oft unter ein paar hundert kW), um das Konzept zu testen, gefolgt von größeren kommerziellen Projekten (mehrere MW), sobald Vertrauen aufgebaut ist. Bis 2025 sind vertikale Solarfarmen nicht mehr nur experimentell. Allein in Deutschland laufen Dutzende Megawatt; in den USA gibt es solide Demonstrationsprojekte; Japan hat die Idee für seine zukünftige Landschaft übernommen. Branchenakteure arbeiten länderübergreifend zusammen – das Vermont-Projekt ist ein direkter Technologietransfer aus Deutschland in die USA, und japanische Unternehmen haben europäische Standorte besucht, um Best Practices zu lernen. Konferenzen zur Agri-Photovoltaik heben vertikale Systeme inzwischen häufig als wichtige Kategorie hervor (z. B. hatte die AgriVoltaics 2024-Konferenz eine komplette „Vertical PV“-Techniktour in Deutschland agrivoltaics-conference.org).

Fachkommentare unterstreichen die Bedeutung dieser realen Projekte. „Die Installation von Photovoltaik auf landwirtschaftlichen Flächen in der Nähe von städtischen Zentren könnte den Bedarf an Energieabregelung verringern“, bemerkte Helge Biernath und bezog sich dabei auf Kaliforniens Probleme mit der Überproduktion von Solarstrom und den Vorteil, näher am Verbrauchsort zu erzeugen sunzaun.com. Er stellte außerdem fest, dass Europas Vorsprung teilweise darauf zurückzuführen ist, dass sie „weniger Land haben“ und gezwungen waren, Flächen intelligent zu nutzen sunzaun.com. Nun, mit greifbaren Erfolgen, achten mehr Akteure – von Landwirten bis zu Energieversorgern – darauf. Bemerkenswert ist, dass sogar Politiker und Forscher sich engagieren: Das Fraunhofer ISE in Deutschland hat ein eigenes Agri-Photovoltaik-Startup (Diveo GmbH) ausgegründet, um Systeme einschließlich vertikaler Anlagen zu realisieren pv-magazine.com, und Regierungen finanzieren Studien, um Vorschriften und Leistungsmodelle zu verfeinern (wie das DOE in den USA und mehrere EU-geförderte Pilotprojekte). Die bisherigen globalen Fallstudien deuten darauf hin, dass vertikale Solarfarmen mit entsprechender Anpassung an lokale Bedürfnisse (Kulturen, Wetter usw.) in verschiedenen Kontexten erfolgreich sein können.

Zukünftige Perspektiven und Innovationen

Mit Blick auf die Zukunft scheinen vertikale Solarfarmen mit bifazialen Modulen vor einem bedeutenden Wachstum und einer Weiterentwicklung zu stehen. Hier sind einige wichtige zukünftige Trends und Innovationen, auf die man achten sollte:

Hochskalierung und breite Akzeptanz: Was als Nischenkonzept begann, steht kurz davor, kommerziell skaliert zu werden. Branchenanalysten prognostizieren ein rasantes Wachstum der Agri-Photovoltaik im Allgemeinen – ein Bericht von Global Market Insights bewertete den Agri-Photovoltaik-Markt im Jahr 2024 auf 6,3 Milliarden US-Dollar und sieht ein stetiges Wachstum in den 2020er Jahren gminsights.com. Ein erheblicher Anteil davon könnte auf vertikale Systeme entfallen, angesichts ihrer Attraktivität. In Ländern wie Deutschland entwickelt sich vertikale Agri-PV von Pilotprojekten zur politisch unterstützten Einführung; der Erneuerbare-Energien-Fahrplan der Regierung 2023 integriert Agri-Photovoltaik explizit als Schlüsselstrategie zur Erweiterung der Solarenergie ohne Flächenkonflikte roedl.com. Wir könnten spezifische Anreize (Einspeisevergütungen oder Bonusgutschriften) für Agri-Photovoltaik-Projekte in weiteren Rechtsgebieten sehen, was die Einführung beschleunigen wird. Japans erwarteter jährlicher Zuwachs von 20-30 % bei vertikalen Modulen (hauptsächlich in schneereichen Regionen) asahi.com deutet auf eine schnelle Steigerung hin. Wenn diese Raten anhalten, könnten vertikale Anlagen innerhalb von 5 Jahren einen spürbaren Anteil an den neuen Solarstromkapazitäten in diesen Märkten ausmachen. Der US Inflation Reduction Act (IRA) enthält ebenfalls Bestimmungen und Fördermittel, die Agri-Photovoltaik-Installationen abdecken können (zum Beispiel durch USDA-Programme für ländliche Energie und DOE-Zuschüsse), was vertikale Projekte indirekt fördern könnte. Die Gründung neuer Unternehmen (wie das vom Fraunhofer-Institut unterstützte Diveo in Deutschland pv-magazine.com) und Partnerschaften (wie der Modulhersteller Huasun in Zusammenarbeit mit Next2Sun zur Lieferung fortschrittlicher bifazialer Module pv-magazine.com) werden voraussichtlich die Lieferkette und das Know-how für diese Systeme optimieren.
Technologische Verbesserungen: Es ist zu erwarten, dass noch bessere Paneltechnologien für den vertikalen Einsatz optimiert werden. Aktuelle bifaziale Module haben eine Bifazialität (Rückseitenwirkungsgrad im Verhältnis zur Vorderseite) von etwa 70–95 %. Neue Designs, insbesondere mit Heterojunction-Zellen, erreichen >95 % Bifazialität pv-magazine.com, was bedeutet, dass die Rückseite fast so leistungsstark ist wie die Vorderseite. Dies maximiert effektiv, was ein vertikales Modul mit reflektiertem Licht leisten kann. Wir könnten auch bifaziale Module sehen, die bis zu einem gewissen Grad transparent sind (um mehr Licht zu den Pflanzen durchzulassen) oder Module, die ihre Opazität verändern können. Eine weitere Innovation könnten integrierte Reflektoren oder Diffusoren sein: Zum Beispiel kleine Reflektoren am Fuß der Module, die bei niedriger Sonneneinstrahlung mehr Licht auf die Rückseite lenken. Ein Konzept von Forschern sieht vertikale Ost-West-bifaziale Module mit verstellbaren Reflektoren am Boden vor, um die Winterleistung zu steigern couleenergy.com – eine Art Hybrid zwischen konzentrierender Solarenergie und vertikaler PV. Auch die Materialien werden besser: Antireflex-Beschichtungen, die Blendung minimieren (wichtig, wenn Module an Straßen oder in der Nähe von Häusern stehen), und Antischmutz-Beschichtungen, die das Anhaften von Staub weiter reduzieren.
Intelligenteres Design & Optimierung: Mit mehr Daten aus Pilotprojekten werden Ingenieure immer besser darin, die Leistung von vertikalen bifazialen Anlagen zu modellieren. Anfangs hatten Standard-PV-Simulationstools Schwierigkeiten, den Energieertrag vertikaler bifazialer Reihen genau vorherzusagen (aufgrund der ungewöhnlichen Geometrie und Albedo-Faktoren) sandboxsolar.com. Jetzt verfeinern Unternehmen und Forscher diese Modelle, indem sie Dinge wie lokale Wetterbedingungen, genaue Bodenreflexion, Reihenabstände usw. berücksichtigen. Wir können Design-Software erwarten, die speziell für Agri-Photovoltaik entwickelt wird und eine individuelle Optimierung ermöglicht: Zum Beispiel könnte die Software je nach Kulturpflanze und Breitengrad die ideale Modulhöhe, den Abstand und die Ausrichtung vorschlagen, um Pflanzenwachstum und Energieertrag auszubalancieren. Es wird auch an nachgeführten vertikalen Modulen gearbeitet – das klingt kontraintuitiv, aber man könnte ein vertikales Modul haben, das sich im Sommer etwas neigt oder dreht, um seinen Winkel leicht anzupassen. Einige experimentelle Systeme nutzen ein „dynamisches“ vertikales Setup, bei dem das Modul je nach Bedarf 20–30° nach Osten oder Westen rotieren kann (mehr Komplexität, aber potenziell mehr Jahresertrag). Viele in der Branche sind jedoch der Meinung, dass Einfachheit entscheidend ist, und dass fest installierte vertikale bifaziale Module robust genug sind.
Integration mit Energiespeicherung und Netz: Während vertikale Solarfarmen zunehmen, werden sie wahrscheinlich mit Batteriespeichern kombiniert, um eine stabilere Stromversorgung zu schaffen. Auch wenn sie durch die Verteilung der Erzeugung den Speicherbedarf verringern, kann eine gewisse Speicherung vor Ort helfen, überschüssige Morgenenergie auf den Abend zu verschieben oder an bewölkten Tagen Strom bereitzustellen. Das Start-up Diveo (vom Fraunhofer ISE) hat sich ausdrücklich zum Ziel gesetzt, Agri-Photovoltaik mit Batteriesystemen zu integrieren und so hybride Kraftwerke auf landwirtschaftlichen Flächen zu schaffen pv-magazine.com. Wir könnten erleben, dass Landwirte Solar-plus-Batterie nicht nur zum Stromverkauf nutzen, sondern auch, um Bewässerungspumpen zeitlich passend zum Solarertrag zu betreiben (was Wasser und Energie spart). Auf Netzebene werden Netzbetreiber, wenn viele vertikale Anlagen ans Netz gehen, deren Erzeugungsprofile in die Planung einbeziehen. Dies könnte dazu führen, dass Solarfarmen als Netzressourcen dienen, die morgens/abends Spannung stützen und Wind- oder klassische Solaranlagen ergänzen. Im Grunde könnte vertikale Solarenergie helfen, die berüchtigte „Duck Curve“ (bei der die Nettolast mittags abfällt und abends stark ansteigt) abzufedern, indem sie den „Bauch der Ente“ füllt und den „Hals“ entlastet.
Vielfältigere Einsatzmöglichkeiten: In Zukunft könnten vertikale bifaziale Module an Orten eingesetzt werden, die wir bisher nicht als typisch betrachten. Zum Beispiel urbane Landwirtschaft – auf Dächern könnten vertikale Solarmodulreihen mit Gewächshausgärten dazwischen stehen. Das wurde bereits im kleinen Maßstab erprobt: Vertikale Module auf Flachdächern können in schneereichen Städten seltsamerweise besser abschneiden als geneigte, weil die Vertikalen im Winter weiter produzieren, während geneigte unter Schnee begraben werden pv-magazine.com. Daher könnten städtische Installationen vertikale Module auf Dächern nutzen, um die Wintererzeugung zu optimieren und Platz für andere Nutzungen (wie Klimaanlagen oder Dachgärten zwischen den Modulreihen) freizuhalten. Ein weiteres mögliches Feld ist die Integration in Gewächshäuser: bifaziale Module vertikal an den Seiten von Gewächshäusern oder in Streifen in den Wänden, die Energie erzeugen, aber noch genug Licht für die Pflanzen durchlassen. Auch denkbar: Aquavoltaik – vertikale Module in Fischzuchtanlagen oder Teichen, die als Trennwände Strom erzeugen und vielleicht Schatten bieten, den manche Aquakulturarten bevorzugen.
Politik- und Marktausblick: Entscheidungsträger nehmen Agrivoltaik zunehmend wahr. In den agrarpolitischen Diskussionen der EU wurde darüber gesprochen, Doppelnutzungsbetriebe für Agrarsubventionen zuzulassen (damit Landwirte nicht dafür bestraft werden, dass sie Solaranlagen auf ihrem Land haben). In den USA legen Bundesstaaten wie Massachusetts und New Jersey klare Richtlinien für Doppelnutzung fest, sodass Landwirte erneuerbare Energiezertifikate erhalten können, während das Land weiterhin landwirtschaftlich genutzt wird. Wir können erwarten, dass mehr formale Standards und bewährte Verfahren veröffentlicht werden – zum Beispiel, wie hoch die Module für verschiedene Maschinen sein sollten, wie man die Auswirkungen auf den Ernteertrag genau misst usw. Auch die Zertifizierung von Systemen ist ein Schritt: Das vertikale System von Sunzaun hat kürzlich die UL-Zertifizierung in den USA bestanden, als erstes seiner Art solarwa.org, was den Weg für einfachere Genehmigungen und bessere Finanzierbarkeit ebnet. Sollten Kohlenstoffmärkte und Nachhaltigkeitszertifikate wachsen, könnten agrivoltaische Produkte (wie „solar-gewachsene“ Feldfrüchte) einen Aufpreis erzielen oder zusätzliche Anreize bieten.
Öffentliche und Expertenmeinung: Bisher sind viele Experten optimistisch. Forscher nennen Agrivoltaik oft als einen Schlüsselfaktor für eine nachhaltige Zukunft. Der Tenor der Kommentare ist, dass es nicht nur um erneuerbare Energie geht, sondern darum, wie wir Land ganzheitlich nutzen. So schwärmt etwa Chad Higgins (OSU) von Synergie (mehr Lebensmittel und mehr Energie) solarwa.org, und Helge Biernath (Sunzaun) verbindet Agrivoltaik leidenschaftlich mit der Sicherung unserer Nahrungsbiomasse im Klimawandel sunzaun.com. Diese Narrative werden wahrscheinlich immer mehr zum Mainstream – wir werden von Solaranlagen, die Gemeinden ernähren und Bauernhöfen, die Gemeinden mit Energie versorgen im selben Atemzug hören. Man kann sich künftige Nachrichten vorstellen: z. B. „Familienbetrieb produziert 100 Hektar Weizen und 2 MW Solarstrom“ als Normalität. Auch Politikverantwortliche mögen die Idee, Landnutzungskonflikte zu verringern, die Projekte in der Vergangenheit verzögert haben. Wenn vertikale Solarfarmen hohe Erträge und zufriedene Landwirte nachweisen können, könnten sie einige Solarskeptiker (wie jene, die den Verlust von Ackerland befürchten) zu Unterstützern machen.

In Bezug auf Innovationen sollte man auch erwähnen, dass alternative vertikale Designs getestet werden: zum Beispiel V-förmige Modulkonfigurationen (zwei Module, die in einem umgekehrten „V“ verbunden sind, sodass eines nach Osten, eines nach Westen zeigt), die auf einem einzelnen Pfosten montiert werden können – dies kann einen ähnlichen Effekt wie ein vertikaler Zaun erzielen, aber vielleicht mit weniger Flächenbedarf und etwas Neigung auf jeder Seite für zusätzlichen Ertrag. Forschungen im Jahr 2025 zeigten vielversprechende Modellierungen solcher V-förmigen bifazialen Systeme für bestimmte Kulturen solarfarmsummit.com. Eine weitere Idee ist bewegliche Agrivoltaik – Module, die während bestimmter landwirtschaftlicher Arbeiten oder Jahreszeiten verschoben oder entfernt werden können (zum Beispiel werden Module nur in der Nebensaison einer Kultur eingesetzt). Die zusätzliche Komplexität könnte dies jedoch weniger attraktiv machen als einfach statische Systeme zu entwerfen, die den landwirtschaftlichen Betrieb das ganze Jahr über ermöglichen.

Der Ausblick ist, dass vertikale Solarfarmen vom Experimentellen zu einer Standardoption im Solar-Toolkit werden. Seien Sie nicht überrascht, wenn Sie in ein paar Jahren an einem Bauernhof vorbeifahren und etwas sehen, das wie eine Reihe gläserner Zäune in der Sonne glitzert, oder wenn Sie von einem großen Projekt im Versorgungsmaßstab hören, das sich für ein vertikales bifaziales Layout entschieden hat, um die Netzintegration zu verbessern. Die Synergie, Sonnenlicht auf zwei Seiten zu ernten und Land zwischen Energie und Landwirtschaft zu teilen, ist eine überzeugende Lösung für mehrere Probleme – und genau solche Lösungen braucht die Welt mehr denn je.

Um die Worte eines frühen Anwenders zu zitieren, Landwirt Peter Gsell in Österreich: „Ich bin gegen die Nutzung von Photovoltaik auf landwirtschaftlichen Flächen“ (gemeint ist die alte Methode, ein Feld komplett zu bedecken) „…aber [bei vertikaler Agri-Photovoltaik] bleibt das Land weiterhin bewirtschaftbar.“ pv-magazine.com Er hat herkömmliche erhöhte Solardächer wegen der Verschattungsproblematik in Nordeuropa gar nicht ernsthaft in Betracht gezogen pv-magazine.com, aber der vertikale Ansatz hat seine Meinung geändert. Diese Einstellung könnte, sobald sie im großen Maßstab bewiesen ist, viele Meinungen ändern. Vertikale Solarfarmen zeigen, dass Solarenergie und Landwirtschaft nicht konkurrieren müssen – sie können buchstäblich Seite an Seite stehen, zum Vorteil beider. In den kommenden Jahren wird dieses Konzept wahrscheinlich von Pilotflächen zu weit verbreiteten Feldern mit „Solarkulturen“ heranwachsen, die gemeinsam saubere Energie und echte Lebensmittel liefern.

Fazit

Vertikale Solarfarmen mit bifazialen Modulen stellen eine bemerkenswerte Innovation an der Schnittstelle von erneuerbarer Energie und Landnutzung dar. Sie verwandeln Zäune, Feldränder und andere vertikale Flächen in Stromerzeuger, ohne die Hauptnutzung des Landes zu verdrängen. Wie wir gesehen haben, bieten sie eine Vielzahl von Vorteilen: eine stärker verteilte Energieproduktion über den Tag, fortgesetzte landwirtschaftliche Erträge, eine geringere Flächeninanspruchnahme und Widerstandsfähigkeit in herausfordernden Klimazonen (Schnee, Hitze usw.). Praxisprojekte in den Jahren 2024–2025 – von japanischen Reisfeldern über deutsche Kürbisfelder bis hin zu amerikanischen Forschungsfarmen – haben bestätigt, dass dieser Ansatz funktionieren kann und oft die Erwartungen hinsichtlich Ernteerträgen und Stromproduktion übertrifft. Experten und Branchenführer setzen sich zunehmend für Agri-Photovoltaik als Schlüsselstrategie für eine nachhaltige Zukunft ein, und politische Rahmenbedingungen entwickeln sich langsam, um sie zu unterstützen.

Natürlich müssen Herausforderungen wie höhere Anfangskosten und komplexere Planung gelöst werden, aber laufende Innovationen und Skaleneffekte verbessern die Situation rasch. Die Dynamik nimmt eindeutig zu: Unternehmen bauen die Installationen aus, Landwirte teilen Erfolgsgeschichten, und Forscher entwickeln bessere Werkzeuge zur Optimierung dieser Systeme. In einer Welt, in der der Druck durch Klimawandel, Ernährungssicherheit und Energiebedarf immer größer wird, bieten vertikale bifaziale Solarfarmen eine überzeugende Synergie – eine Möglichkeit, die Produktivität des Landes zu multiplizieren, indem Funktionen gestapelt werden.

Wie ein CEO aus dem Bereich der sauberen Energie anregte, ist es an der Zeit, über Anreize hinauszudenken und zu erkennen, dass die Integration von Solarenergie in die Landwirtschaft bald eine Notwendigkeit und nicht nur eine Option sein könnte, um sowohl unsere Lebensmittelversorgung als auch unsere Ziele für saubere Energie zu sichern sunzaun.com. Zur Mitte der 2020er Jahre entwickeln sich vertikale Solarfarmen von Versuchsanlagen zur kommerziellen Realität. Sie revolutionieren sowohl die Solarenergie als auch die Landwirtschaft und beweisen, dass wir mit etwas Einfallsreichtum die Sonne auf mehr als eine Weise ernten können – und eine Zukunft einläuten, in der Solarmodule und Nutzpflanzen Seite an Seite wachsen, um gemeinsam die Welt mit Energie und Nahrung zu versorgen.

Quellen

Sunzaun Blog – Vertikale Solarenergie verändert das Spiel (Juli 2025): Definition von vertikaler Solarenergie und Vorteile im kommerziellen Bereich sunzaun.com.
Solar Washington – Vertikale bifaziale Solarmodule steigern Energie, sparen Platz… (März 2024): Erklärung vertikaler bifazialer Module, Studien zu +5–30% Ertrag, zwei Ertragsspitzen und kühlerer Betrieb solarwa.org.
Asahi Shimbun – Vertikale Solarmodule verändern das Aussehen von Japans Ackerland (6. Juli 2025): Versuchserträge Reisfeld-Agri-Photovoltaik (5% Rückgang), Zitat von Taiki Akasaka (Sharing Farm) zur Verbreitung der Technik, JPEA-Vertreter zu Vorteilen bei Schnee & Wachstumsrate asahi.com.
pv magazine – Ein genauerer Blick auf vertikale Agri-Photovoltaik (11. Juli 2025): Details zum 1,9 MW-Projekt von Next2Sun in Österreich – Abstand 9,4 m, keine Reinigung nötig, minimale Auswirkungen auf Erntezeitpunkt, Kostenvergleich (200.000 € vs. 110.000 € pro MW), Huber-Zitat zu 25% höherem Wert durch Bifazialität + Profil pv-magazine.com.
Sunzaun Blog – Zusammenfassung des Clean Power Hour Podcasts (Juli 2025): Zitat von Helge Biernath (Sunzaun CEO) zur Notwendigkeit von Agri-Photovoltaik für künftige Biomasseerträge, Zitat von Tim Montague zur Reduktion von Pflanzenstress, Unterschied USA vs. Europa bei der Einführung, Sandbox Solar & CSU Testfeld mit Mais, Bewusstsein/Politik als Hürden sunzaun.com.
pv magazine – Next2Sun & iSun bauen erste vertikale Agri-PV in den USA (2. Jan. 2024): Vermont-Projekt 1,5 ha, 69 Reihen mit 9,14 m Abstand, Anbau dazwischen, Zitat von Jeffrey Peck (iSun) zur Flächenerhaltung, Zitat von Next2Sun CEO Heiko Hildebrandt zur Produktion, wenn konventionelle PV weniger liefert, Vorteile für Bedarfsdeckung und geringeren Speicherbedarf pveurope.eu.
pv magazine USA – New Jersey-Farm untersucht Agri-Photovoltaik (9. Apr. 2024): Rutgers 170 kW vertikales System (Sunstall/Sunzaun), Rinderweide & Futter mit vertikalen Modulen, finanziert vom Bundesstaat NJ, ZnShine 450 W bifaziale Module, vorherige Sunzaun-Weinberganlage, belgische Studie zu reduziertem Bewässerungswasser, OSU-Studie: 20 % des US-Stroms & 330.000 t CO₂-Reduktion, Chad Higgins Zitat „Agri-Photovoltaik bietet echte Synergie… mehr Nahrung, mehr Energie, geringerer Wasserbedarf…“ pv-magazine-usa.com, solarwa.org.
pv magazine – Der Aufstieg der vertikalen Agri-Photovoltaik (22. Mai 2025): Intersolar 2025 Interview – Next2Sun verdoppelte Installationen auf 40 MW in 2024, vertikale PV wächst in Italien, Deutschland, Frankreich pv-magazine.com.

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