La combinazione di pannelli solari con l’agricoltura sfrutta meglio i terreni

I pannelli solari sono fantastici, ma occupano molto spazio, soprattutto per gli impianti più grandi. In alcuni paesi densamente popolati come la Cina e l’India, dove la perdita di terreni agricoli può portare a persone affamate, vengono costruite centrali solari galleggianti per sfruttare la superficie di laghi e fiumi. I ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare hanno condotto un esperimento vicino al lago di Costanza, che confina con la Germania, il Liechtenstein e la Svizzera, per un’altra soluzione.

Secondo un comunicato stampa di Fraunhofer, l’esperimento coinvolge 720 pannelli solari bi-facciali che coprono circa un terzo di un ettaro di terreno agricolo (nella cooperativa agricola Demeter Heggelbach). I pannelli sono montati abbastanza in alto da permettere alle colture piantate sotto di ricevere quasi la stessa quantità di sole che riceverebbero se i pannelli non ci fossero e per permettere alle macchine agricole di passarci sotto. Dopo un anno di prove, la ricerca ha mostrato che il sistema a duplice uso aumenta la produttività totale del terreno del 60%.

 

Fraunhofer si riferisce al sistema a duplice uso come “agrophotovoltaics” o APV. “APV ha il potenziale per aprire nuovi spazi che sono urgentemente necessari per l’espansione del fotovoltaico in Germania”, afferma il professor Hans-Martin Henning, direttore di Fraunhofer ISE. “Allo stesso tempo, l’APV può mitigare gli interessi contrastanti tra agricoltura e sistemi fotovoltaici. Prima della disponibilità del mercato, tuttavia, devono ancora essere testati altri settori e sistemi di dimensioni diverse. Inoltre, l’integrazione tecnica deve essere ulteriormente avanzata, ad esempio l’implementazione dello storage.”

Le prime colture testate erano frumento invernale, patate, sedano rapa e erba di trifoglio. “Il raccolto di erba di trifoglio sotto il pannello fotovoltaico è stato solamente il 5,3 percento in meno rispetto al terreno di riferimento”, riferisce il professor Petera Högy, un esperto agricolo dell’Università di Hohenheim. La resa per patate, grano e sedano rapa era di circa il 19% in meno.

“Dal punto di vista delle scienze agricole, l’agofotovoltaico è una soluzione promettente per aumentare sia l’efficienza dell’uso del territorio che la quota di energia rinnovabile fornita dal settore agricolo”, afferma il professor Iris Lewandowski, che dirige il dipartimento di prodotti biobased e colture energetiche a l’Università di Hohenheim.

L’impianto solare da 194 kilowatt ha generato 1266 kilowattora di elettricità per kilowatt installati, un terzo in più rispetto al valore medio di 950 chilowattora per kilowatt in Germania. Il 40% della potenza prodotta è stato utilizzato per caricare le batterie delle macchine agricole elettriche e le colture di raccolta. Il team ritiene che il 70% dell’energia potrebbe essere utilizzata se nel sistema fosse inclusa una batteria di accumulo. L’eventuale elettricità in eccesso è stata venduta a Elektrizitätswerke Schönau, una società di servizi elettrici che utilizza il 100% di energia rinnovabile ed è partner del progetto.

“Per fornire la prova di fattibilità necessaria prima dell’ingresso sul mercato, dobbiamo confrontare altre applicazioni tecno-economiche di APV, dimostrare la trasferibilità ad altre aree regionali e realizzare anche sistemi più grandi”, afferma il project manager Stephan Schindele. Gli esperimenti che coinvolgono il solare in combinazione con frutta, bacche, luppolo e uva sono previsti per il futuro, insieme a varie tecnologie come lo stoccaggio di energia, film speciali con celle solari organiche e sistemi di trattamento dell’acqua basati sul solare fotovoltaico.

Mentre sono necessarie ulteriori ricerche, i risultati iniziali indicano che l’APV rappresenta un significativo passo avanti per l’energia solare in contesti agricoli.