Die Landwirtschaft trägt nicht unwesentlich zu den weltweiten Treibhausgasemissionen bei. Der Maschineneinsatz auf den Feldern, die Methanproduktion der Rinder oder das Lachgas, das landwirtschaftlich genützten Böden entweicht, gehören zu den Verursachern.

Nicht alle Treibhausgasquellen können mit einfachen Mitteln unterbunden werden, auch wenn Technologien und Konzepte – vom Biodiesel bis zu Fruchtfolgen, die die Emissionsbilanz verbessern – auf dem Tisch liegen. Letztendlich wird man hier Schritt für Schritt Maßnahmen umsetzen müssen, um die Landwirtschaft auf klimafreundliche Art neu zu strukturieren.

Einen dieser Schritte hat sich eine Gruppe Studierender des Studiengangs Nachhaltige Energiesysteme der FH Vorarlberg ins Visier genommen. Im Rahmen eines dreisemestrigen Projekts arbeitet Fabian Vogel mit drei Kollegen und einer Kollegin – alle sind zwischen 24 und 28 Jahre alt – an einem Bewässerungssystem für den ökologischen Weinbau.

Mit der zunehmenden Trockenheit, die der Klimawandel bringt, wird eine zuverlässige und flexible Bewässerung wichtiger. Weinreben, die unter Trockenstress leiden, bringen weniger und kleinere Trauben hervor. Wird die Belastung zu groß, leidet auch die Weinqualität.

Von Vorarlberg ins Burgenland

Die Studierenden entwerfen ein System, das sie auch gleich in der Praxis erproben können: Als Partner konnte die FH das Weingut Roth im Burgenland gewinnen. Die Betreiber Gabriel Manahl und Julia Roth sind dabei, ein Bioweingut aufzubauen – und auf der Suche nach nachhaltigen Bewirtschaftungsmöglichkeiten.

Die Bewässerung von Weinbergen würde man als Laie vielleicht nicht als großen CO₂-Emittenten einstufen, doch auch hier gibt es durchaus Potenzial. "Die Bewässerungsanlagen in den Weinbergen müssen oft weit weg von den Dörfern oder anderen Infrastrukturen laufen. Die Pumpen werden hier sehr häufig mit Dieselaggregaten betrieben, die bei Bedarf die ganze Nacht durchlaufen", erklärt Fabian Vogel. "In den Weinbauregionen ist das oft auch weithin zu hören."

Die Studierenden arbeiten nun daran, diese Dieselaggregate zu ersetzen. Photovoltaikpaneele sollen zum Einsatz kommen, um anstelle der Aggregate die Bewässerung in einer energieautarken Weise zu ermöglichen.

Mobile Anlage

Das Wasser selbst kommt – wie früher – aus den Brunnen, die in den Weinbergen meist eigens geschlagen werden. Wenn möglich, soll die entstehende Anlage auch mobil bleiben, um überall auf einem Weingut einsetzbar zu sein. Die Studierenden haben ihr Projekt "carbOHNEdioxide irrigation system" genannt. Beim Aufbau der nötigen Technik werden sie von einer Reihe von Unternehmen unterstützt, die Komponenten und Bauteile zur Verfügung stellen.

Anders als der Diesel der Aggregate ist die Sonnenenergie freilich nicht durchgängig verfügbar. Eine technologische Lösung, die bei Bedarf Bewässerung zur Verfügung stellt, sollte also Wasser dann fördern können, wenn die Sonne scheint. Bei der Lösung der Studierenden werden zuerst Wassertanks befüllt.

"Das ist eine einfache Technologie, die keine großartige Steuerung benötigt", sagt Vogel. "Die Solarpumpen fördern, sobald Sonneneinstrahlung da ist. Die Fördermenge ist abhängig von der durch die Paneele umgesetzten Energie."

Ein zweites System ist dagegen dafür zuständig, die Tropfschlauchbewässerungsanlage mit dem Wasser aus den Pufferspeichern zu bedienen. Hier soll eine digitale Steuerung eingebunden werden, sodass die Bewässerung über eine Smartphone-App aus der Entfernung koordiniert und überwacht werden kann, erklärt der Masterstudent. Zudem braucht es für diese Anlage auch einen Stromspeicher, um eine lückenlose Versorgung zu gewährleisten.

Strom durch Solartechnik

"Die Pumpe, die hier eingesetzt wird, hat einen Eingangsdruck von vier Bar. Mit einer tageszeitabhängigen Stromversorgung der Anlage wäre ein bedarfsgerechter Betrieb nicht gewährleistbar", erklärt Vogel. "Deshalb benötigen wir eine Batterie."

Neben Elementen wie einem Wechselrichter, der den elektrischen Strom aus den Photovoltaikanlagen umwandelt, braucht es also auch Bauteile wie einen sogenannten MPP-Tracker, der die Leistung der Photovoltaikanlage optimiert und so aufbereitet, dass der Akku geladen werden kann. Üblicherweise ist diese Technologie in Hausanlagen bereits in den Wechselrichtern verbaut.

Der erste Prototyp, den die FH-Studierenden entwerfen, soll im Herbst in einem Weinberg der burgenländischen Partner installiert werden. Zuerst in kleinerem Rahmen und stationär. Aber wenn sich einmal die Möglichkeit ergibt, könnte auch noch eine größer skalierte Anlage oder eine mobile Variante entstehen. (Alois Pumhösel, 4.8.2021)