Ein Princeton-Modell zeigt, dass Solarmodule die gefühlte Hitze für Feldarbeiter um 4,5 Grad senken

Solarmodule über einem Tomatenfeld senken die gefühlte Temperatur für die Erntekräfte um durchschnittlich 4,46 Grad Celsius. Das ergibt eine neue Simulation der Princeton University.

Die Studie von Erfan Hosseini und Elie Bou-Zeid erschien im Journal of Advances in Modeling Earth Systems. Sie behandelt die Agri-Photovoltaik, also den Anbau von Pflanzen unter oder zwischen Reihen von Solarmodulen. Die meisten Arbeiten dazu vermessen jeweils einen einzelnen Standort. Dieses Modell baut das Kleinklima unter den Modulen dagegen aus physikalischen Grundgleichungen auf.

Es verfolgt, wie sich Energie, Impuls und Masse durch das gesamte System bewegen. Module, Boden, Pflanzen, Luft, Wasser und die Aufnahme von Kohlendioxid gehören dazu. Die Autoren prüften es an echten Messwerten. Verwendet wurden Blatttemperaturen aus Davis in Kalifornien und Bodentemperaturen aus Chicago City in Minnesota, wie die Fachzeitschrift Eos berichtet.

Anschließend schickten sie einen hypothetischen Tomatenbetrieb durch einen heißen, feuchten Sommertag in New Jersey.

Was der Schatten bewirkt

Unter den Modulen waren die Tomatenblätter im Mittel 1,84 Grad kühler als im Freiland. Auf dem Höhepunkt der Nachmittagshitze waren es bis zu 7,56 Grad. Der Wasserverlust der Blätter sank um 22,4 Prozent pro Tag. Rechnet man den Boden hinzu, berichtet das Anthropocene Magazine von einem täglichen Rückgang um 42,6 Prozent.

Die Pflanzen bezahlten das mit Licht. Sie erhielten 47 Prozent weniger direkte Sonne, ihre Photosynthese ging aber nur um 31 Prozent zurück. Die kühlere Luft gleicht offenbar einen großen Teil des Verlusts aus.

Auch die Module profitierten. Die Verdunstung aus Pflanzen und Boden kühlte die Technik um 5,6 Grad. Damit kehren etwa 15 Prozent jener Leistung zurück, die Hitze eine Solarzelle sonst kostet.

Für die Menschen zwischen den Reihen machte das Modell aus gefühlten 39 Grad rund 35 Grad. „Beschäftigte im Freien tragen die Hauptlast dieser Hitze, und ihr Produktivitätsverlust hat weitreichende sozioökonomische Folgen", sagten die beiden Autoren dem Anthropocene Magazine.

Auf einem realen Betrieb ist all das noch nicht gemessen worden. Der Zweck des Modells sei es, Entwürfe zu prüfen, „bevor Geld für Hardware ausgegeben wird". Die Autoren warnen, die Agri-Photovoltaik lasse sich nicht nach einem Einheitsmuster planen. Die Ergebnisse verschieben sich mit der Kulturpflanze und dem Klima.