Pilotprojekt für energieautarke Anwendungen

• Forschungsstelle: BLW
• Projektnummer: B20.03

Schlüsselwörter (Deutsch)

Agri-Photovoltaik, Energiemanagement, Obstbau, Bodenpflege, Roboter-Rasenmäher

Schlüsselwörter (Englisch)

Agri-Photovoltaics, Energy Management, Fruit Growing, Soil Care, Robotic Lawnmower

Schlüsselwörter (Französisch)

Agri-photovoltaïque, gestion de l'énergie, arboriculture, entretien des sols, tondeuse à gazon robotisée

Schlüsselwörter (Italienisch)

Agro-fotovoltaico, Gestione dell'energia, Frutticoltura, Cura del suolo, Tosaerba robotizzato

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Dieses Projekt hat zum Ziel, in Apfelanlagen die dauerhafte Begrünung des Baumstreifens als Alternative zur Offenhaltung durch Herbizide oder physikalische Verfahren zu untersuchen. Dabei wird die ganze Obstanlage von autonomen Mährobotern gepflegt, die durch eine in der Obstanlage befindliche Photovoltaikanlage mit Strom versorgt werden. Untersucht wird dabei, welchen Einfluss die Begrünung des Baumstreifens auf den Ertrag der Apfelbäume hat und wie die Stromerzeugung- und Speicherung optimiert werden kann. Der Versuch nutzt digitale Technologien, um neue Bewirtschaftungsverfahren zu entwickeln. Die Kommunikation der Resultate erfolgt laufend über die obstbaulichen Beratungsdienste.

Projektziele (Deutsch)

Die Idee vom dauerbegrünten Baumstreifen soll wieder aufgegriffen werden. Im Vergleich zu frühe-ren Ansätzen, wo nur drei bis fünf Mal jährlich der Bewuchs gemulcht wurde, soll dank dem Einsatz von Roboter-Mähern eine dauerhaftes Niedrighalten des Bewuchses erreicht werden. Damit soll die Konkurrenz durch die Begrünung des Baumstreifens reduziert werden. Weiter wird das frischere, stickstoffhaltigere Schnittgut schneller im Boden abgebaut, was die Nährstoffversorgung der Bäume beeinflussen könnte. Im Vergleich zu den heutigen angewandten Verfahren soll die Praktikabilität und die Ressourcenschonung überprüft werden. Forschungsfragen:
- Wie gross ist der Einfluss einer Dauerbegrünung im Vergleich zu einem teilweise oder dauernd offen gehaltenen Baumstreifen auf den Gesamtertrag (kg und kg 1. Klasse) einer Apfelanlage?
- Wie gross ist der Energieeinsatz für Roboter im Vergleich zum mechanischen Hacken? - In welchem Umfang können Mähroboter zur Senkung der CO2-Emissionen bei der Bewirtschaf-tung der Obstanlage beitragen? - Inwieweit kann eine solarbetriebene Inselanlage unter Verwendung der bestehenden Stützen für das Hagelschutznetz skaliert werden?

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Im Projekt wurde eine autonome Inselanlage ohne Netzanbindung am Beispiel einer landwirtschaftlichen Anwendung erforscht. Dazu setzten wir Roboter-Rasenmäher zur Bodenpflege in Niederstamm-Obstanlagen ein. Die Energieversorgung der 6 Roboter erfolgte mit 10 Photovoltaik-Modulen. Die Energiespeicherung stellten Second Life-Akkus sicher. Die PV-Module wurden in der Apfelanlage an den Endpfählen unter dem Hagelnetz angebracht. Die Reduktion der Einstrahlung durch das Hagelnetz und die Beschattung von Pfählen und Führungsseilen führte zu einer 20- 28%igen Einbusse bei der Stromgewinnung. Der Bodenpflegeversuch mit Roboter-Rasenmähren zeigte, dass eine Ganzjahresbegrünung der Apfelanlage möglich war. Tendenziell besser schnitt das Kontrollverfahren mit gehackten Baumstreifen nur bei ertragreichen Sorten ab. Hindernisse wie Bodenunebenheiten, Schnittholz oder
frühzeitig abgefallene Äpfel blockierten die Roboter-Mäher und führten zu häufigen Ausfällen, so dass die Mäher nur bis zu Vorernte betrieben werden konnten. In der Kirschen- und der Beerenanlage traten diese Probleme auf Grund der kleineren Früchte nicht auf. Auf Grund der längeren Lebensdauer und der grösseren Flächenleistung, schnitt die Bodenpflege mit Traktor und Krümler/Mulchgerät in der Ökobilanz besser ab. Dabei wurde die Umweltauswirkungen der Roboter durch das Kupfer in den Begrenzungsdrähte dominiert. GPS-gesteuerte Robotermäher ohne Begrenzungsdrähte stiessen halb so viel Treibhausgas aus, wie Traktor und Krümler/Mulchgerät.

Video zu den Vorversuchen mit den Robotermähren:
https://youtu.be/S5Ih9LOTKsU