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Solar-Bewässerungsrechner

Solar-Bewässerung dimensionieren mit Verdunstungs- und Klimadaten von DWD, Kulturkoeffizienten nach FAO 56 und Vorgaben nach VDE-AR-N 4105.

Solar-Bewässerungsrechner

Täglicher Wasserbedarf
50.000 L/Tag
Hydraulische Energie
3.406 Wh/Tag
Elektrische Energie
8.905 Wh/Tag
Empfohlene PV-Leistung
3.071 Wp
Module (aufgerundet)
8 × 400 W
Pumpen-Betriebsleistung
3.071 W
Mittlere Förderleistung
17.241 L/h

So nutzen Sie diesen Rechner

Geben Sie acht Werte ein, und der Rechner liefert den täglichen Wasserbedarf, die hydraulische und elektrische Energie, die empfohlene PV-Leistung in Wp, die Modulanzahl bei Ihrer gewählten Modulleistung, die Pumpen-Betriebsleistung und die mittlere Förderleistung während der Sonnenstunden.

  1. Feldfläche (Hektar) — tatsächlich bewässerte Fläche. Bei Obstanlagen die Kronenprojektionsfläche; bei Reihenkulturen die Bedfläche.
  2. Pflanzen-ETc (mm/Tag) — Spitzenwerte: Kartoffeln 4,6, Mais 4,8, Erdbeeren 4,0, Spargel 3,8, Apfel 4,2, Wein 2,8, Gewächshaustomaten 4,5. DWD ET₀ × Kc aus LWK-Empfehlung.
  3. Bewässerungseffizienz (%) — 90% Tropf, 85% Mikrosprinkler, 80% Sprinkler, 70% Beregnungsmaschine.
  4. Gesamtförderhöhe (m) — Pumpwasserstand im Brunnen plus Reibungsverlust plus Emitterdruck (Tropf 7–14 m, Sprinkler 28–55 m).
  5. Sonnenstunden pro Tag — DWD-Strahlungsdaten oder PVGIS (JRC EU). Typische deutsche Werte: München 3,1, Stuttgart 3,0, Frankfurt 2,9, Köln 2,7, Hamburg 2,5, Berlin 2,8, Leipzig 2,9, Freiburg 3,3.
  6. Pumpen-Gesamtwirkungsgrad (%) — 45% Standard für Lorentz PS2 oder Grundfos SQFlex Tauchpumpen ohne Herstellerkennlinie.
  7. System-Derating (%) — Regler, Verkabelung, Verschmutzung. 85% ist der konservative Standard.
  8. Modulleistung (W) — 400 W deutscher Standard 2026; 540 W bifaziale Module dominieren Freiflächenanlagen.

Funktionsweise der Solar-Bewässerung in Deutschland

Eine Solar-Bewässerungsanlage besteht aus PV-Generator, MPPT-Pumpensteuerung, DC-Pumpe und Bewässerungsnetz mit Filtration, Hauptleitung, Verteilern, Lateralen und Emittern oder Sprinklern. Die VDE-AR-N 4105 regelt netzparallele PV-Anlagen, betrifft jedoch nur ans Niederspannungsnetz gekoppelte Solar-Pumpsysteme — die meisten Anlagen sind reine Inselsysteme ohne Netzbezug.

Deutsche Betriebe puffern üblicherweise mit einem 5.000–20.000 l PE-Tank auf 3–6 m Höhe, wobei die Pumpe tagsüber den Tank füllt und die Bewässerung per Schwerkraft mit konstantem Emitterdruck läuft. Dies entkoppelt Pumpenbetrieb von Bewässerungsplan und ermöglicht morgendliche oder abendliche Sätze, wenn die Verdunstung am niedrigsten ist.

Grundwasserentnahmen über 5.000 m³/Jahr sind nach Wasserhaushaltsgesetz (WHG) genehmigungspflichtig; darunter genügt die Erlaubnis nach Landeswassergesetz. Solar-Pumpen ändern die Genehmigung nicht, werden aber von vielen Landesförderprogrammen bevorzugt, weil sie fossile Energie ersetzen.

Physik aus ersten Prinzipien

Täglicher Wasserbedarf aus ETc und Effizienz:

V_L_Tag  = ETc_mm × Fläche_m² / Effizienz_Anteil
V_m3_Tag = V_L_Tag / 1000

ETc in mm/Tag mal Fläche in m² ergibt direkt Liter/Tag (1 mm × 1 m² = 1 L).

Hydraulische Energie zur Förderung gegen die Gesamtförderhöhe:

E_hyd_Wh = 1000 × 9,81 × V_m3 × H_m / 3600 ≈ V_m3 × H_m × 2,725

Elektrische Eingangsleistung über Pumpen- und Systemverluste:

E_elek_Wh = E_hyd_Wh / (η_Pumpe × η_System)
PV_Wp = E_elek_Wh / Sonnenstunden

Rechenbeispiel — 1 ha Erdbeeren, Pfalz

  • Fläche = 10.000 m², ETc = 4,0 mm/Tag, Tropf-Effizienz 80%
  • V = 4,0 × 10.000 / 0,80 = 50.000 L/Tag = 50,0 m³
  • TDH = 25 m (15 m Brunnen-Pumpwasserstand + 3 m Filtration + 7 m Emitterdruck)
  • E_hyd = 50,0 × 25 × 2,725 = 3.406 Wh/Tag
  • Pumpen-η 45%, System-η 85%: E_elek = 3.406 / (0,45 × 0,85) = 8.905 Wh/Tag
  • Sonnenstunden 2,9: PV = 8.905 / 2,9 = 3.071 Wp → acht 400-W-Module (3.200 Wp, 4% Reserve)

Das LfL Bayern und die LWK Niedersachsen empfehlen 25–40% PV-Überdimensionierung gegenüber dem Sommermittel. Die Beispielanlage auf Sommermittel ausgelegt braucht weitere 25%, also etwa 4.000 Wp (zehn 400-W-Module).

Bewässerungseffizienz nach Methode

MethodeVerteilungseffizienzErforderlicher Druck
Unterflur-Tropf88–95%10–14 m
Oberflächen-Tropf85–92%10–14 m
Mikrosprinkler80–88%14–21 m
Stationärer Sprinkler75–85%28–55 m
Beregnungsmaschine60–70%50–70 m
Furchen-/Flutbewässerung50–70%5–15 m

Bei Solarpumpen, deren PV-Kosten mit der Pumpenleistung skalieren, ist Tropfbewässerung die richtige Wahl für die meisten deutschen Sonderkulturen. Erdbeer-, Spargel- und Apfelbetriebe nutzen mittlerweile fast ausschließlich Tropf- und Mikrosprinklertechnik.

DWD-Klimadaten und Saisonplanung

Die Deutsche Spitzen-Sommer-ETc liegt bei 4–5 mm/Tag im Süden, 3,5–4,5 mm/Tag im Norden. Aktive Bewässerungssaison Mai bis September für Freiland, Februar bis November für Gewächshäuser. Drei Planungsrealitäten prägen die Solar-Dimensionierung:

  • Schlechtester-Monat-Sonnenstunden sind die Auslegungsgrenze für ganzjährige Kulturen. Dezember-Sonnenstunden in Hamburg betragen 0,4; auch mit fünffach dimensioniertem Generator funktioniert solar-direktes Pumpen im Winter nicht. Ganzjährige Anlagen brauchen Netz-Backup.
  • Freilandkulturen sind sommer-koinzident. ETc-Spitzen Juni/Juli, gleichzeitig PV-Höchstertrag — solar-direkt funktioniert ideal für Kartoffeln, Erdbeeren, Spargel, Salat, Apfel.
  • Variable Sommerbewölkung ist das Betriebsproblem. 20% PV-Überdimensionierung plus 2-Tage-Puffertank deckt deutsche Wetterunbeständigkeit ab; ohne diese Reserve taktet die Pumpe 200+ Mal täglich und halbiert ihre Lebensdauer.

Deutsche Förderprogramme

  • Agrarinvestitionsförderungsprogramm (AFP) — länderspezifische Investitionsförderung über GAK/GAP-ELER mit 30–40% Zuschuss für Solar-Bewässerung.
  • Landesprogramme — LfL Bayern Investitionsförderung, LWK Niedersachsen Innovationsförderung, MULNV NRW Modellprojekte. Wasserwirtschafts- und Klimaschutzprogramme decken Solar-Pumpentechnik je nach Bundesland mit unterschiedlichen Sätzen ab.
  • Bundesförderung effiziente Wärme (BEW) — Solar-Bewässerung indirekt über Energieeffizienz-Bonus.
  • KfW-Programme — KfW-Förderkredit 295 (Energie- und Ressourceneffizienz) für landwirtschaftliche Solar-Investitionen.
  • EEG / Eigenverbrauch — Inselanlagen für Bewässerung benötigen keine EEG-Registrierung; bei Netzkopplung gilt VDE-AR-N 4105 und EEG-Vergütung.

Häufige deutsche Fehler

  • ET₀ statt ETc verwenden. Vergessen des Kc unterdimensioniert um 15–25% bei aktiv wachsenden Kartoffeln und Mais, überdimensioniert um 30% bei Frühsaison-Wein.
  • Brunnen-Ruhewasserstand verwenden. Die meisten norddeutschen Sandstein- und süddeutschen Karst-Aquifere zeigen 5–15 m Absenkung unter Bewässerungspumpen-Last. Pumpwasserstand aus dem Brunnenausbau-Protokoll verwenden.
  • Auslegung auf Jahresmittel-Sonnenstunden. Das System ist im Mai und September 25% unterversorgt. Auf den ungünstigsten Monat der aktiven Bewässerungssaison auslegen.
  • Filtrationsdruckverlust vergessen. Ein Sandfilter für Solar-Tropfbewässerung addiert 6–10 m Förderhöhe bei Auslegungsdurchfluss; Sieb-Filter 4–8 m. Brunnenwasser mit Karbonathärte braucht zusätzliche Behandlung mit weiteren 4–6 m.

Quellen

Häufig gestellte Fragen

Wie viele Solarmodule brauche ich für die Bewässerung eines Hektars?
Die meisten ein Hektar großen deutschen Tropfbewässerungssysteme laufen mit 6–10 Modulen à 400 W. Für einen Hektar Erdbeerkultur in Süddeutschland mit Spitzen-ETc von 4 mm/Tag, 80% Tropf-Effizienz, 25 m Gesamtförderhöhe und 2,9 Sonnenstunden/Tag liefert der Rechner rund 1.700 Wp — vier 400-W-Module. Spargel- oder Kartoffelbewässerung in Niedersachsen oder Brandenburg erhöht die Anlage auf 2.500–3.500 Wp wegen höherer ETc und Sprinklertechnik.
Was ist Pflanzen-ETc und woher bekomme ich deutsche Werte?
ETc ist der tägliche Wasserbedarf in Millimetern pro Tag, gleich der Referenz-Verdunstung (ET₀) mal dem Kulturkoeffizienten (Kc) nach FAO Bewässerungsschrift 56. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) veröffentlicht tägliche ET₀-Werte (Grasreferenzverdunstung) an allen agrarmeteorologischen Stationen über die DWD-Climate-Data-Center-Plattform. Kc-Werte stammen aus FAO 56 und LWK-Empfehlungen — Kartoffeln (Volldecke) 1,15, Mais 1,20, Erdbeeren 1,00, Spargel 1,00, Salat 1,00, Apfel 1,00, Wein 0,70.
Welche Bewässerungseffizienz sollte ich ansetzen?
Verbraucherzentrale, Julius-Kühn-Institut und LWK-Beratung verweisen auf 85–95% Effizienz bei Tropf- und Unterflur-Tropfbewässerung, 80–88% bei Mikrosprinklern, 75–85% bei stationären Beregnern und 65–75% bei Beregnungsmaschinen. Deutsche Erdbeer-, Spargel- und Apfelbetriebe erreichen mit druckkompensierten Tropfern routinemäßig 90% nach Studien des LfL Bayern und der LWK Niedersachsen. Verwenden Sie 80% als Standardwert für Tropf und 75% für Sprinkler ohne gemessene Verteilungsgleichmäßigkeit.
Brauche ich Batterien für Solar-Bewässerung?
Bei landwirtschaftlichem Maßstab fast nie. Übliche Architektur ist solar-direktes Pumpen in einen erhöhten 5.000–20.000-l-PE-Tank mit Schwerkraftbetrieb für den Emitterdruck. Speicherung von 2–3 Tagen Wasserbedarf im Tank kostet etwa 10% des entsprechenden Lithium-Batteriespeichers und hält 25–30 Jahre statt 10–15 für Batterien. Batterien lohnen sich nur bei Gewächshausbewässerung mit Düngerinjektion, wo Pumpenstillstand bei Bewölkung die Kultur schädigt.
Was kostet eine Solar-Bewässerungsanlage in Deutschland?
Eine Ein-Hektar-Solar-Tropfanlage — Pumpe, Regler, Module, Aufständerung, Filtration, Hauptleitung und Tropfschlauch — kostet 7.500–14.000 € im Jahr 2026 nach Händlerangaben von Lorentz Deutschland, Phaesun, Grundfos und Krannich Solar. Fünf-Hektar-Systeme kosten 26.000–48.000 €. Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) deckt Solarpumpen nicht direkt ab, aber das Bundesprogramm Agrarinvestitionsförderungsprogramm (AFP), GAP-ELER-Kofinanzierung und länderspezifische Programme (z. B. LfL Bayern, LWK Niedersachsen Innovationsförderung) bezuschussen Solar-Bewässerung in wasserknappen Regionen mit 30–40%.

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