Eine ungewöhnliche Kombination

Die Landwirtschaft steht vor Herausforderungen wie Ressourcenknappheit, Klimawandel und Arbeitskräftemangel. Technologie kann helfen, die Produktivität zu steigern und Ressourcen wie Wasser, Dünger und Pestizide zu sparen. Agrivoltaik-Anlagen ermöglichen doppelte Bodennutzung, indem sie Strom erzeugen und zugleich Pflanzenanbau unterstützen. Sensorik optimiert Wetter- und Wachstumsüberwachung. 

Automatisierung und Digitalisierung sind auch in der Landwirtschaft nicht mehr aufzuhalten. Offensichtlich wurde das beim Projekt Weinbau 4.0. Hier arbeiten das staatliche Weinbauinstitut Freiburg, die Wirtschaftsförderungsgesellschaft des Landkreises Emmendingen, Intech GmbH & Co. KG als Hersteller von PV-Anlagen, ZG Raiffeisen Technik GmbH, die Firma Braun Maschinenbau GmbH und die Sick AG als Sensorlieferant zusammen. Themen sind die Navigationsunterstützung im Weinbau, der Einsatz von Sprühdrohnen an Steilhängen sowie Agrivoltaik-Anlagen. Unterstützt wird das Projekt auch aus der Politik. Peter Hauck, Minister für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg hat eine Finanzierungszusage zur angewandten Forschung gegeben, mit denen das Weinbauinstitut in der Lage ist, die Begleitforschung im Rahmen von umfassenden pflanzenbaulichen Untersuchungen zum Einfluss der Agrivoltaik-Anlage auf die Weinrebenkultur zu übernehmen.  

Alle Partner präsentierten die Lösungen bei einem Besuch des Ministers im Sommer 2023. Das Thema ist aber auch global relevant. Länder müssen ihre Klimaziele erreichen. Dazu unterstützt die Europäische Kommission ein Agrivoltaik-Projekt in Italien mit 1,7 Mrd. EUR.  

Objekterkennung & Navigationsunterstützung 

Ein 3D-LiDAR-Sensor MRS1000 von Sick erfasst das Umfeld eines teilautonomen Weinbau-Schleppers. Dank seiner vier Lagen erfasst der Sensor den Fahrweg von autonomen Fahrzeugen dreidimensional und unterstützt sie dadurch bei der Navigation, z. B. durch Reihenkulturen. Dabei lassen sich mithilfe der 3D-Punktwolke Baumstämme oder Rebstöcke als natürliche Landmarken identifizieren, sowie die Abstände zwischen den Beständen und des Pflanzenbewuchses bestimmen. Mit Hilfe der dreidimensionalen Umfelderfassung des MRS1000 können somit auch im Fahrtweg befindliche Hindernisse zuverlässig detektiert werden. Ein zusätzlich angebrachter Neigungsensor TMM88 misst die Lage des Traktors. In Kombination mit der 3D-Punktewolke und der aktuellen Geschwindigkeit kann dann ein virtuelles Modell der Rebzeile erstellt und somit das Automatisieren des Arbeitsvorgangs realisiert werden. 

Neigungssteuerung von Agrivoltaik-Anlagen 

An einer Pilotanlage des Leuchtturmprojekts Weinbau 4.0 präsentierte Markus Haas, Global Industry Manager für Erneuerbare Energien bei Sick, Sensorlösungen zur Automatisierung und Steuerung von Agrivoltaik-Anlagen. Agrivoltaik setzt sich aus den Begriffen „Agriculture“ und „Photovoltaik“ zusammen. Gemeint ist damit die Installation von Solarpanels über Reben, Plantagen oder Viehweiden.  

Die Solaranlage ist einachsig beweglich. Neigungssensoren TMS/TMM22 von Sick messen die Neigung der Solarpanels. Die Steuerung führt die Panels dem Sonnenstand nach oder folgt einer hinterlegten Logik auf Basis agrometeorologischer Daten. Dies führt zu einem optimierten Energieertrag. Zudem können die Module senkrecht gestellt werden zum schnelleren Abtrocknen der Blätter, um Pilzdruck zu vermeiden. Bei Hagel oder Starkregen werden die Solarmodule horizontal gestellt.  

Die notwendigen Daten hierfür liefert der agrometeorologische Sensor AgriStick sowie weitere Komponenten wie der LeafWet Sensor von Sick Mobilisis.  

• Boden- und Lufttemperatur 
• Boden- und Luftfeuchte 
• Blattfeuchtigkeit 
• PH-Wert des Bodens 
• Salzgehalt des Bodens 
• Niederschlag (Regen/Schnee) 
• Sonnenstrahlung 
• Beleuchtungsstärke 
• Staubkonzentration 
• NPK-Wert des Bodens 

Über die Spotium App lassen sich diese Informationen einfach einsehen. Der Landwirt hat somit volle Transparenz über den Zustand seiner Rebanlage.