Il cambiamento climatico sta rendendo l’acqua ancora più preziosa di quanto lo sia già in natura, in particolare per l’agricoltura. È sempre più comune dover affrontare estati più calde, siccità più frequenti e una crescente pressione sulle riserve di acqua dolce.
Con l’accelerarsi di questo processo, emerge una domanda fondamentale: come possiamo continuare a produrre cibo utilizzando meno acqua? Alcune soluzioni impiantistiche innovative stanno provando a mitigare questa carenza.
La ricerca della sinergia tra solare e colture
Una risposta la troviamo in alcuni nuovi concetti di impianti agrivoltaici. Il progetto europeo PV4Plants sta esplorando una risposta innovativa, combinando tecnologie solari intelligenti con l’ingegneria della luce orientata alle colture e studiando in che modo i sistemi agrivoltaici possano aiutare le colture a rimanere produttive anche in condizioni di scarsità idrica.
L’agricoltura consuma quasi il 70% dell’acqua dolce a livello globale e, in Paesi come la Turchia e la Spagna, ma ormai anche in Italia, la scarsità di acqua, a volte alternata a temporali e inondazioni, sta già influenzando le decisioni agricole e la resilienza a lungo termine è ormai una priorità.
È noto come l’agrivoltaico offra un’opportunità unica poiché l’ombra fornita dai pannelli riduce naturalmente l’evaporazione del suolo e protegge le piante dallo stress termico. PV4Plants, però, si spinge anche oltre questo concetto di base, lavorando con tecnologie di ottimizzazione della luce progettate specificamente per sostenere le colture.
Una luce che lavora con la pianta
Gli impianti dimostrativi del progetto impiegano moduli luminescenti definiti Glass Colour Converting (GCC) in grado di rimodellare la luce solare con vantaggi sia per le colture sia per la produzione di elettricità solare.
Questi moduli speciali assorbono parte dei raggi ultravioletti nonché della luce blu e verde, tutte componenti le cui lunghezze d’onda possono causare stress alle piante sottostanti.
Poi la radiazione viene convertita in luce rossa, la lunghezza d’onda più efficiente per la fotosintesi.
I moduli, perciò, consentono il passaggio di una maggiore quantità di luce rossa verso le colture e diffondono così la luce in maniera più uniforme, creando ombre più morbide e riducendo lo stress termico sulle piante.
Ciò crea una luce più delicata, ricca di rosso e più diffusa sotto i pannelli, un tipo di luce che aiuta le piante a fotosintetizzare in modo più efficiente e a perdere meno acqua.
Allo stesso tempo, i GCC aumentano la resa dei moduli fotovoltaici utilizzando la radiazione luminescente per favorire la produzione di energia elettrica.
I risultati sul… campo
I primi test di laboratorio e sul campo, possibili grazie ai casi dimostrativi realizzati nel progetto, evidenziano come questo tipo di luce possa migliorare l’efficienza nell’uso dell’acqua, ridurre lo stress durante le sempre più frequenti ondate di calore, favorire temperature stabili nella chioma delle piante e contribuire a uno sviluppo sano dei frutti.
I moduli GCC, in poche parole, aiutano le piante a ottenere di più e con meno acqua.
Nel sito pilota di Bursa, in Turchia, caratterizzato da estati calde e secche, i pomodori coltivati sotto moduli rivestiti con GCC mostrano una maggiore efficienza nell’uso dell’acqua, una riduzione dell’evaporazione tramite traspirazione, una accresciuta stabilità del microclima e, quindi, risultati di resa pari o superiori a quelli delle colture in pieno campo (in alto la foto dell’impianto – fonte: PV4Plants). Dal punto di vista energetico, il valore aggiunto sta nell’output prodotto dall’impianto fotovoltaico.
Un altro impianto pilota, situato ad Ávila, in Spagna, presenta una situazione simile, dove le colture sono esposte a un’intensa radiazione solare e soggette a una carenza idrica cronica. Qui il progetto sta quantificando in che modo la luce arricchita di rosso influisca sul fabbisogno idrico per l’irrigazione, i potenziali risparmi idrici derivanti dall’ombreggiatura e dalla luce diffusa, nonché la coltivazione di microalghe in impianti agrivoltaici a basso consumo idrico.
Gestire al meglio le risorse
In questi progetti pilota l’adozione di GCC è affiancata da ulteriori meccanismi di gestione oculata delle risorse, come sistemi di raccolta dell’acqua piovana, irrigazione alimentata da energia solare, sensori per l’umidità del suolo, la temperatura della chioma e l’umidità dell’aria e, infine, strumenti di monitoraggio che aiutino gli agricoltori a ottimizzare i tempi di irrigazione.
Queste tecnologie stanno dimostrando come, in regioni nelle quali la scarsità d’acqua è una sfida quotidiana, un agrivoltaico innovativo può offrire una soluzione che protegge le rese, stabilizza i microclimi e riduce la pressione sulle risorse idriche.
Migliorando la qualità della luce che le colture ricevono, questo progetto dimostra come i sistemi di energia rinnovabile possano aiutare gli agricoltori che dipendono da condizioni idriche più stabili per coltivare il nostro cibo.
