Blog 59: Energieproducent en boer tegelijk

Door Herman van den Bosch

Veel boeren hebben berekend dat ze het rendement van hun grond kunnen verbeteren door landbouwgewassen te vervangen door zonnepanelen. Maar wat als ze de grond voor beide doelen tegelijkertijd zouden gebruiken? We spreken over ‘agrophotovoltaics’ of gewoon duaal grondgebruik. Al vanaf de jaren 80 wordt wereldwijd onderzoek gedaan naar hoe dat zou kunnen en wat het effect ervan is op zowel de opbrengst van de grond als die van de zonnepanelen. De resultaten zijn hoopgevend – soms neemt de agrarische opbrengst zelfs toe - maar de investeringen zijn aanzienlijk. Het artikel Agrophotovoltaic systems: applications, challenges, and opportunities. A review geeft een bruikbare samenvatting van dit onderzoek.

In de meeste gevallen is bij het onderzoek uitgegaan van twee proefopstellingen: Een met zonnepanelen en een zonder. Soms zijn verschillende typen zonnepanelen onderzocht, waarbij de ook de lichtdoorlatendheid varieerde. In alle gevallen zijn sensoren gebruikt om de boven- en ondergrondse temperatuur te meten, het vochtgehalte van de lucht tussen zonnepanelen en de bodem en de impact van de schaduw van de panelen op de groei van de planten en de gevolgen voor het vochtgehalte in de grond.

Ook zijn zeer uiteenlopende soorten opstellingen van de zonnepanelen onderzocht, waarbij het vooral ging om de hoogte, de dichtheid en het effect van het laten meebewegen van de zonnepanelen. Bij het onderzoek zijn vrijwel alle voorkomende soorten planten betrokken, variërend van tomaten en aardbeien tot mais. Ook is de combinatie met het houden van dieren, met name schapen onderzocht.

Van impact van zonnepanelen op de gewasteelt is nauwelijks sprake als deze op een hoogte van vier tot vijf meter worden geplaatst en een bedekkingsgraad van 30% hebben. Op deze hoogte kunnen landbouwmachines er makkelijk onder door (foto). Een alternatief zijn verrijdbare zonnepanelen. De energieopbrengst leidt uiteraard wel onder de gevolgen van deze opstelling en de visuele impact is dermate groot dat het de vraag is of ooit toestemming voor een dergelijke constellatie wordt gegeven en of de investeringen terugverdiend kunnen worden. Bovendien kan op een zo grote hoogte afvallend regenwater tot bodemerosie leiden.

Zonnepanelen boven een aardappelveld.

Het uiteindelijke rendement is het resultaat van het gecombineerde effect van de wijze van plaatsing van zonnepanelen, de keuze van de gewassen en het klimaat. Naarmate de zonnepanelen dichter bij de grond worden geplaatst, neemt het verschil tussen temperatuur overdag en ’s nachts af, neemt de luchtvochtigheid toe en neemt de directe instraling door de zon (schaduwwerking) met ongeveer 20% af. Dat geldt door het hele oppervlak, omdat uiteraard de positie van de zon voortdurend verandert. In een subtropisch milieu bleken deze omstandigheden te leiden tot een meer dan verdubbeling van de oogst van pepers en cherrytomaten.

Het feit dat het overdag onder de panelen wat koeler is, heeft bovendien een positieve uitwerking op het rendement van de zonnepanelen.

In het algemeen valt de grootste impact te verwachten van duaal grondgebruik in (sub)tropische gebieden. In meer gematigde streken concentreert onderzoek zich naar het effect op producten die nu onder foliekappen worden geteeld, bijvoorbeeld aardbeien en frambozen. Zonnepanelen nemen dan de beschermende functie van het folie over.

Duidelijk is wel dat hiervoor uitsluitend lichtdoorlatende zonnepanelen bruikbaar zijn. Het houden van schapen op zonneweiden is vrijwel altijd mogelijk

In Nederland zal duaal grondgebruik niet op grote schaal tot ontwikkeling komen; er wordt sowieso uit landschappelijke overwegingen terughoudend omgegaan met grondgebonden zonnepanelen. In veel gevallen kunnen zonneparken goed worden gecombineerd met het houden van schapen (foto). Verder zou in elk geval de ruimte tussen en deels onder de panelen ingeplant moeten worden met weidebloemen, waardoor ze een eldorado voor vinders en beien worden en daarmee een positieve impact op mens en natuur hebben.