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Solar-Gewächshäuser: Nahrungsmittelproduktion der Zukunft

2023-09-06

Solar-Gewächshäuser: Nahrungsmittelproduktion der Zukunft

Die Nahrungsmittelproduktion ist ein wesentliches Element unseres Überlebens. Seit vielen Jahren machen sich unzählige Wissenschaftler, Forscher, Agrarexperten und andere Gedanken über die Lebensmittelproduktion der Zukunft. Räume werden geschaffen für die Herstellung von Nahrungsmitteln, auch in urbanen Gebieten auf Dächern und überall dort, wo der Anbau von Lebensmitteln möglich ist.

Das Gewächshaus an sich ist eine Konstruktion, die Licht durchlässt und das frost- und generell geschützte Kultivieren von Pflanzen ermöglicht. In der Regel sind Gewächshäuser aus Glas, es gibt allerdings auch Alternativen, beispielsweise die sogenannten Folientunnel, die, wie der Name bereits ankündigt, aus einem mit Folien überspannten Gerüst bestehen. Durch das kontrollierbare Klima ist es möglich, unterschiedliche Pflanzen in den Gewächshäusern zu züchten.

 

Die Vorteile von Solar-Gewächshäusern für die Landwirtschaft

Solar-Gewächshäuser und Gewächshäuser im Allgemeinen bieten für die Landwirtschaft große Vorteile. Durch die Nutzung erneuerbarer Energien in der Landwirtschaft ist es möglich, Kosten besser zu kalkulieren und sich vom Strommarkt unabhängig zu machen. In Zeiten stetig wachsender Energiepreise und einer zunehmend instabilen außenpolitischen Lage ist dies ein ungeheurer Vorteil.

Gewächshäuser sind in vielerlei Hinsicht auf eine gesicherte Stromzufuhr angewiesen. Bleibt diese aus oder ist sie aus Gründen der Rentabilität nicht mehr erschwinglich, kann dies für den landwirtschaftlichen Betrieb zur Existenzbedrohung werden. Um diese negativen Effekte zu vermeiden, ist eine energieeffiziente Landwirtschaft wichtig. Doch nicht nur die Kostenseite sollte berücksichtigt werden. Klassischerweise werden große Mengen Strom in Deutschland aus fossilen Energieträgern wie Gas und Kohle gewonnen. Die Solartechnologie ermöglicht es, auf Teile dieser fossilen Energieträger zu verzichten und auf eine umweltfreundliche Nahrungsmittelproduktion umzuschwenken.

 

Technologie hinter solarbetriebenen Gewächshäusern

Solarbetriebene Gewächshäuser unterscheiden sich von beispielsweise Wohnhäusern mit Solarbedachung. Während es bei Wohnhäusern darauf ankommt, möglichst viel Fläche mit Solarpanelen abzudecken, brauchen die Pflanzen in einem Gewächshaus das Sonnenlicht. Eine völlige Abdeckung der Gewächshausbedachung wäre demnach kontraproduktiv. Deshalb werden auf den Glasdächern der Gewächshäuser in der Regel kristalline Module, Dünnschichtmodule oder Indachmodule verwendet. Jede dieser Module hat ihre Vor- und Nachteile mit Blick auf das Gewicht, die Effizienz, die Einbaumöglichkeiten sowie den Preis.

Kommen wir aber zunächst auf die Technologie zu sprechen. Die Funktionsweise der Solarpanele eines Gewächshauses unterscheidet sich nicht von denen eines Wohnhauses. Die Solarzelle, die in der Regel aus Silizium besteht, nimmt die Sonnenenergie auf und wandelt sie in Gleichstrom um. Dieser Gleichstrom wird an einen Wechselrichter abgegeben, der wiederum den Gleichstrom in nutzbaren Wechselstrom umwandelt. Dieser Wechselstrom kann direkt in den Stromkreislauf eingespeist und verwendet werden. Diese Technologie ist so einfach wie robust und zuverlässig – vorausgesetzt die Sonne scheint. 

 

Wie Solar-Gewächshäuser zur Nachhaltigkeit beitragen

Wie bereits angesprochen, verhindert die eigene Stromproduktion die Nutzung fossiler Brennstoffe, wie sie oft für den Betrieb von Kraftwerken verwendet werden. In bestimmten Regionen ist es so möglich, das ganze Jahr über sicher, zuverlässig und nachhaltig zu produzieren. Da klimatische Bedingungen in Solargewächshäusern steuerbar sind, kann auch in diesem Bereich immer weiter geforscht und optimiert werden, um die Nahrungsmittelproduktion weiter zu steigern, ohne die Umwelt zu belasten. So ist beispielsweise auch eine solarbetriebene Bewässerung möglich, die komplett auf den Verzicht von herkömmlich betriebenen Pumpen verzichtet und auch dezentral betrieben werden kann. Diese und viele andere Vorteile von Solar-Gewächshäusern machen sie so attraktiv.

 

Fallbeispiele: Erfolgreiche Solar-Gewächshausprojekte weltweit

Das erste Beispiel kommt aus heimischen Gefilden. Das aquaponische Solar-Gewächshaus in Nauenburg am Rhein kann einen erfolgreichen Betrieb nachweisen. Das besondere an diesem Gewächshaus ist, dass es die Aufzucht von Fischen mit der Kultivierung von Nutzpflanzen im Gewächshaus verbindet. Eine wirklich innovative Idee. Der Begriff Aquaponik ist ein Fantasiebegriff, den die Erbauer aus den Begriffen Aquakultur und Hydroponik gebildet haben, auf der Grundlage eben dieser beiden Bewirtschaftungsformen. Ausgestattet ist die Anlage mit einer Solaranlage, die den Bedarf an Primärenergie deckt. Seit 2015 ist sie völlig autark in Betrieb und versorgt lokale Betriebe mit frischem Fisch und pflanzlichen Lebensmitteln aus eigener Produktion. Das Projekt wird als zukunftsweisend angesehen und empfiehlt sich zur Nachahmung.

Eine der wohl berühmtesten Solargewächshausanlage der Welt ist die Anlage in Almeria in Spanien. Neben vielen anderen Innovationen sorgt die Solartechnologie für eine noch effizientere und nachhaltigere Nahrungsmittelproduktion im großen Stil. So interessant und wichtig kleine und lokale Lösungen auch sind, um eine konstante und zuverlässige Nahrungsmittelproduktion zu erreichen, die die Weltbevölkerung versorgt, sind große Produktionsstätten unumgänglich. Insgesamt beträgt die Nutzfläche der Anlage 35.000 Hektar und der Jahresertrag beläuft sich auf 4,5 Millionen Tonnen Obst und Gemüse. Zum Vergleich: dies entspricht in etwa der Jahresproduktion Deutschlands. Die Anlage ist deshalb so effizient, weil die Prozesse und Abläufe permanent optimiert werden und wissenschaftliche Erkenntnisse direkt in den Produktionsprozess einfließen. Es wird erfolgreich versucht, mit möglichst wenig Ressourcen einen maximalen Ertrag zu erwirtschaften.

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