Ga verder na de inhoud
Peren onder de zonnepanelen
© KU Leuven – Departement Biosystemen – Thomas Reher
Onderzoeker

Peren onder de zonnepanelen

Krijgen we in de toekomst zowel voedsel als energie van een boer in de buurt? Bio-ingenieurs van de KU Leuven testen agrivoltaics uit.

5 minuten
02 augustus 2021

In Bierbeek vind je een perenboomgaard met zonnepanelen erbovenop. De fruitteler, zelf bio-ingenieur van opleiding, werkt samen met Leuvense onderzoekers aan een proefproject: kan je tegelijk peren én elektriciteit oogsten? Misschien krijgen we in de toekomst zowel voedsel als energie van een boer in de buurt dankzij ‘agrivoltaics’.

Je ziet al heel wat boerderijen met zonnepanelen bovenop de gebouwen – op de daken van stallen, schuren of loodsen – om zo elektriciteit op te wekken voor direct verbruik, bijvoorbeeld voor de elektriciteit die een frigoloods met fruit vergt. En hier en daar vind je zonneparken: grote lappen grond waarop zonnepanelen worden geplaatst.

Maar dat is nog geen antwoord op onze groeiende behoefte aan duurzame energie, vertelt professor Bram Van de Poel van het Departement Biosystemen. “We kunnen alle daken vol leggen met zonnepanelen, maar daarmee kunnen we niet voldoende groene stroom opwekken om de totale energiebehoefte van ons land op te vangen. En onze schaarse en vruchtbare landbouwgrond opofferen aan zonneparken, is geen goed idee. Daarom moeten we de productie van voedsel en energie integreren: dat kan met agrivoltaics. De helft van de oppervlakte van België bestaat uit landbouwgrond, dus dit kan een duurzame oplossing bieden.”

Peren onder de zonnepanelen
© KU Leuven – Departement Biosystemen – Thomas Reher

Agrivoltaics

Agrivoltaics staat voor een combinatie van agricultuur en fotovoltaïsche cellen. En dan gaat het niet om zonnepanelen op daken, maar wel boven of tussenin de velden met gewassen of fruitbomen. De panelen komen dus op een constructie boven de velden of ze staan in rijen tussen de gewassen op het veld. In samenwerking met het Innovatiesteunpunt en enkele landbouwbedrijven worden verschillende systemen uitgetest op een aantal proefpercelen.

In Bierbeek lijkt het alsof er kleine daken boven de perenbomen staan. “In de perenboomgaard van fruitbedrijf Van der Velpen waren er al hagelnetten aanwezig. De constructie daarvoor hebben we gebruikt om zonnepanelen op te plaatsen. Het gaat om semitransparante zonnepanelen. De zonnecellen in de panelen liggen wat verder uit elkaar, zodat de panelen ook nog licht doorlaten: je wil uiteraard ook nog dat de peren groeien. In dit geval zijn het ook nog bifacial zonnepanelen: tweezijdige panelen die langs beide kanten licht opvangen, dus zowel het rechtstreekse zonlicht als de reflectie van dat licht op de grond.”

Peren onder de zonnepanelen
© KU Leuven – Departement Biosystemen – Thomas Reher

Microklimaat

Fruitteler Jan Van der Velpen moest niet overtuigd worden: hij zag in dat de zonnepanelen niet alleen stroom opbrengen, maar ook landbouwkundige voordelen hebben. De zonnepanelen beschermen de gewassen en zorgen voor een gunstig microklimaat, legt Van de Poel uit. “Ze vervangen de hagelnetten. Ze beschermen in de lente tegen nachtvorst die de bloesems kan beschadigen: onder de panelen is het dan ’s nachts een à twee graden warmer. En bij hittegolven in de zomer zorgen ze voor schaduw, waardoor het daaronder een graad of twee koeler is.” De fruitteler voegt er zelf nog aan toe dat minder zonuren voor de peren misschien ook wil zeggen dat hij het fruit langer kan laten hangen om gespreid te oogsten.

Wat dan met het licht dat de planten nodig hebben? “Het is het juiste evenwicht zoeken tussen een rendabele oogst en extra stroom, want het is niet de bedoeling om veel oogst op te offeren aan elektriciteit. Hoeveel licht kan je wegnemen van de planten? Studies in Frankrijk en Azië met sla en tarwe tonen aan dat het lukt om 80 à 90 procent van de normale opbrengst te halen. Het vergt wel een nauwkeurige berekening om te bekijken hoe je dat het best aanpakt met de zonnepanelen.”

Peren onder de zonnepanelen
© KU Leuven – Departement Biosystemen – Thomas Reher

Rekentool

Bij de onderzoeksgroep Elektrische Energiesystemen en -toepassingen (ELECTA) op Technologiecampus Gent ontwikkelden professor Jan Cappelle en zijn team een tool daarvoor. “Je moet met allerlei factoren rekening houden. In welke windrichting is het veld georiënteerd? Welke gewassen staan er? Perenbomen blijven jaren staan en kan je niet verplaatsen. Op sommige velden heb je teeltrotatie: het ene jaar bieten, het andere jaar aardappelen of maïs. Hoe staan de rijen van de gewassen georiënteerd? Dat maakt allemaal een verschil voor de zonnepanelen: hoe zet je die? Welk type en hoeveel? Met onze tool maken we eerst een 3D-simulatie van de optimale opbrengst onder de panelen, vooraleer we beginnen bouwen.”

Afhankelijk van het perceel en de planten leidt dat tot een andere oplossing. In de perenboomgaard liggen de zonnepanelen boven de bomen en gaat het om semitransparante zonnepanelen. “Op een ander proefperceel in Grembergen met bieten staan klassieke zonnepanelen verticaal tussen de rijen. Die nemen meer licht weg, maar zijn goedkoper dan semitransparante zonnepanelen. En ze kunnen roteren: je kan ze draaien zodat ze bijvoorbeeld meer schaduw geven tijdens een hittegolf. Op onze eigen KU Leuven-proefboerderij TRANSfarm in Lovenjoel gaan we standaard zonnepanelen horizontaal boven de gewassen plaatsen, maar dan wel mobiel. We kunnen de afstand tussen de panelen dan groter of kleiner maken en testen wat dat geeft.”

Het is het juiste evenwicht zoeken tussen een rendabele oogst en extra elektriciteit.

Perenmonitoring

Hoe het fruit of de gewassen het doen onder of naast de zonnepanelen, wordt nauwkeurig opgevolgd met sensoren. “In de perenboomgaard, bijvoorbeeld, meten we temperatuur, licht, vochtigheid… We kijken of de bloesems niet vertraagd zijn, hoe groot de eerste blaadjes zijn, en we vergelijken dat met een standaard boomgaard. En uiteraard wachten we op de eerste oogst: hoe groot is de opbrengst onder de zonnepanelen en wat is de kwaliteit van de peren? De oogst is er pas eind september of begin oktober, maar voorlopig ziet het er goed uit.”

De opbrengst aan elektriciteit met agrivoltaics is een ander verhaal. Momenteel is de opgewekte stroom enkel economisch interessant bij eigen gebruik. “Maar landbouwers zouden elektriciteit kunnen leveren aan gezinnen of bedrijven in de buurt. Helaas laat de wetgeving in ons land dat voorlopig nog niet toe. Als dat obstakel uit de weg wordt geruimd, kan agrivoltaics een grote vlucht nemen. Want er is alvast veel interesse bij de landbouwers.”

(if)