Mit der fortschreitenden Entwicklung der großflächigen Solarenergienutzung auf Freiflächen rückt die Nutzungskonkurrenz zwischen der solaren Energiegewinnung und der landwirtschaftlichen Nutzung zunehmend in den Fokus. Während im Bereich der Photovoltaik bereits sogenannte Agri-Photovoltaik-Systeme (Agri-PV) entwickelt und erfolgreich umgesetzt werden, existierte eine solarthermische Umsetzung dieses bifazialen Systemkonzepts bisher nicht.
Vor diesem Hintergrund entwickelt das Institut für neue Energie-Systeme (InES) der Technischen Hochschule Ingolstadt gemeinsam mit europäischen Partnern die weltweit erste bifaziale, senkrecht montierte Agri-Solarthermieanlage.
Dieses neue System ermöglicht eine sehr flächeneffiziente solare Wärmegewinnung und bietet weiterhin die Möglichkeit, die landwirtschaftlichen Flächen zu nutzen.
Forschungsprojekt STRAWBERRIES – Innovative Agri-Solarthermie für eine nachhaltige und flächeneffiziente Wärmeversorgung
Solar Thermal Agriculture with bifacial collectors for farming synergies
Das Projekt STRAWBERRIES entwickelt die weltweit erste Agri- Solarthermieanlage. Durch diese Kopplung ist es möglich, auf derselben Fläche Energie durch Solarthermie zu gewinnen und gleichzeitig die landwirtschaftliche Nutzbarkeit aufrechtzuerhalten. Das Institut für neue Energiesysteme der Technischen Hochschule Ingolstadt übernimmt hierbei die Koordination mit europäischen Partnern aus Industrie und Wissenschaft um ein innovatives Systemkonzept basierend auf neuartigen Isolierglaskollektoren zu erarbeiten. Ein wesentlicher Meilenstein des Projektes ist die Errichtung und Inbetriebnahme einer Pilotanlage, durch die reale Messdaten gesammelt werden können.
Was ist Agri-Solarthermie?
Technische Grundlagen - vertikale Isolierglaskollektoren
Das Anlagenkonzept basiert auf hocheffizienten Isolierglaskollektoren, die ebenfalls von der Technischen Hochschule Ingolstadt entwickelt worden sind. Bei diesen Kollektoren ist ein hochselektiv beschichteter Absorber zwischen zwei Glasscheiben eingebettet. Eine hermetische Abdichtung des Gehäuses ermöglicht es, ein Edelgas zur Wärmedämmung einzusetzen.
Die beidseitige Transparenz des Kollektors macht eine thermische Nutzung der Rückseite (Bifazialität) möglich und stellt damit die Grundlage für das STRAWBERRIES-Projekt dar.
Pilotanlage in Bayern
Neben der simulativen Auslegung und Systemberechnung ist ein wichtiger Teil des Projektes der Aufbau und die Integration einer Pilotanlage in ein Nahwärmenetz. Hierfür wird im Sommer 2026 in der Nähe von Moosburg an der Isar eine Versuchsanlage mit ca. 93 m² Kollektorfläche errichtet. Im ersten Schritt wird die Anlage mit drei parallel verlaufende Kollektorreihen aufgebaut. Jede Reihe wird mit acht vertikal aufgeständerten, beidseitig nutzbaren Isolierglaskollektoren ausgestattet, wodurch in Summe 24 Isolierglaskollektoren verbaut werden.
Projektziele
(1) Materialentwicklung: Entwicklung einer bifazialen, thermochromen Beschichtung für die Kollektoren
(2) Kollektor- und Systemdesign: Entwicklung und wissenschaftliche Analyse eines neuartigen Gesamtsystems, das den bifazialen Betrieb ermöglicht
(3) Konzept- und Hydraulikintegration: Überführung der spezifischen Anforderungen der Agri-Solarthermie in ein angepasstes Designkonzept für die Kollektoren und die Systemhydraulik
(4) Struktur und Aufbau: Entwicklung und experimentelle Erprobung eines neuen Montagesystems für die vertikale Aufstellung der Kollektoren
(5) Praxisdemonstration: Planung, Installation und messtechnische Analyse einer funktionalen Agri-ST-Versuchsanlage
Partner
Citrin Solar ist der zentrale Industriepartner des Projektes und verantwortlich für die praktische Umsetzung und Installation der Versuchsanlage. Neben diesem Aufbau wird auch die Integration in ein bestehendes Nahwärmenetz durch Citrin Solar durchgeführt. Dadurch werden die durch das Institut für neue Energiesysteme erarbeiteten theoretischen Systemkonzepte in den realen Anlagenbetrieb überführt.
Als wissenschaftlicher Partner übernimmt die Universität Minho (Portugal) die materialwissenschaftliche Entwicklung der neuartigen Kollektorbeschichtungen. Der Fokus des Forschungszentrums liegt auf dem bifazialen Absorber, um eine maximale solare Wärmeaufnahme bei minimalen Abstrahlverlusten zu erreichen. Diese Innovation leistet einen wichtigen Beitrag zur Effizienz und Langlebigkeit der neuartigen Isolierglaskollektoren und damit zur gesamten Agri-Solarthermie Anlage.
Fördermittelgeber
Projektsteckbrief
Projektvorstellung - Dr. Christoph Trinkl
Partner
Koordinator:Technische Hochschule Ingolstadt / Institut für neue Energie-Systeme (InES)
Citrin Solar GmbH Energie- und Umwelttechnik
Universidade do Minho, Physics Centre of Minho and Porto Universities
Publikationen
Anforderungen und Randbedingungen von Agri-Solarthermischen Systemen im Vergleich zu herkömmlicher Freiflächen-Solarthermie und Agri-Photovoltaik (2025)
Analyse des Betriebsverhaltens und Bewertung der Leistungsfähigkeit von Isolierglaskollektoren in einem Wärmenetz (2025)
Messtechnische und simulative Untersuchung eines Isolierglaskollektors in einem solarthermischen Kollektorfeld auf Optimierungspotentiale (2025)
Agri-Solarthermie-Systeme: Effiziente Kombination von Freiflächen-Solarthermie und landwirtschaftlicher Nutzung durch bifaziale Flachkollektoren (2024)
Isolierglaskollektoren und Nahwärmenetze: Analyse des Betriebs und Herausforderungen bei der Integration (2024)
Effect of argon concentration on thermal efficiency of gas-filled insulating glass flat-plate (2023)
Agri Solar Thermal Systems: A Brief Study on the Energetic Potential of Bifacial Solar Thermal Systems (2022)
Entwicklung eines Großflächenkollektors in Isolierglasbauweise für den Einsatz in Wärmenetzen (2020)
