Fotovoltaico e agricoltura possono convivere?

A questo dubbio si cerca di rispondere positivamente con i sempre più numerosi progetti “agri-voltaici in varie parti del mondo, per dimostrare che la convivenza tra produzione di energia rinnovabile e produzione alimentare può portare benefici a entrambe.

Il consumo-zero di suolo con queste installazioni è un argomento che mette un po’ tutti d’accordo, anche chi ritiene che il fotovoltaico a terra non debba entrare in competizione con le colture agricole.

Tra le idee più recenti nel settore c’è quella della società australiana Wynergy, che sta proponendo un modello agro-fotovoltaico basato su impianti FV da 5 MW con pannelli montati su strutture rialzate e sistemi di tracking mono-asse, da realizzare nel New South Wales, più precisamente nell’area di Tamworth.

La piccola compagnia inizialmente punta a costruire sette fattorie solari – la prima a Wennis Creek – con una soluzione di business che prevede uno scambio tra Wynergy e proprietari dei terreni.

Dovrebbe funzionare così: gli agricoltori mettono gratuitamente a disposizione i loro campi a Wynergy che poi costruisce a sue spese l’impianto e riconosce ai proprietari un pagamento per ogni kWh di energia prodotta durante la vita utile dell’impianto stesso (è uno schema “royalty-for-rent”).

L’energia sarà immessa in rete e venduta all’ingrosso a una compagnia di distribuzione elettrica. E gli agricoltori potranno contare su un reddito fisso garantito.

L’idea prenderà piede? Per il momento, lo scoglio maggiore è trovare investitori interessati all’iniziativa; servono alcune centinaia di migliaia di dollari australiani per far partire un singolo progetto come quello di Wennis Creek.

Test in corso in Germania e Stati Uniti

Che fotovoltaico e agricoltura possano coesistere sullo stesso pezzo di terra, con vantaggi reciproci in termini di efficienza complessiva per l’utilizzo di suolo, è un tema caro ai ricercatori del Fraunhofer ISE, l’istituto tedesco specializzato negli studi per l’energia solare.

Da un paio d’anni, infatti, il Fraunhofer sta testando un sistema agro-fotovoltaico su una porzione di un campo arabile presso il lago di Costanza, in Germania, nell’ambito del progetto Agrophotovoltaics – Resource Efficient Land Use (APV-RESOLA).

È stato installato un impianto FV da 194 kW con pannelli montati a 5 metri dal terreno su una struttura sopraelevata; sul medesimo terreno i contadini della comunità agricola di Heggelbach hanno coltivato quattro tipi di colture: grano invernale, patate, trifoglio e sedano.

E l’anno scorso i raccolti di tre delle quattro colture sono stati più abbondanti rispetto a quelli ottenuti nel campo agricolo “tradizionale” senza pannelli fotovoltaici soprastanti; il sedano ha dato il risultato migliore (+12% di resa), mentre si parla di un più modesto +3% per le patate e il grano invernale.

In particolare, dopo aver monitorato le condizioni climatiche nelle varie stagioni, i ricercatori tedeschi sostengono che il sistema agro-fotovoltaico ha permesso alle piante di sopportare meglio il caldo e la siccità dell’estate 2018, grazie all’ombreggiamento offerto dai moduli semitrasparenti.

Difatti, l’irraggiamento solare sul terreno sotto i moduli è stato del 30% circa inferiore rispetto al campo agricolo di riferimento (quello senza pannelli FV), quindi la temperatura del suolo era più bassa e la terra più umida e fresca.

Altre sperimentazioni sono in corso negli Stati Uniti, dove un team dell’Università dell’Arizona sta collaborando con gli agricoltori nella zona di Tucson per selezionare le colture da piantare sotto i pannelli.

In particolare, secondo i ricercatori americani, è opportuno alzare a sufficienza i moduli da terra, consentendo alle piante di crescere quasi all’ombra, creando così una sorta di semi-serra.

I loro studi dimostrano che si può ridurre del 75% circa la luce solare diretta che colpisce le piante; è la luce diffusa che arriva fin sotto i pannelli a migliorare la crescita delle coltivazioni.

Per quanto riguarda i moduli fotovoltaici, le colture forniscono dei vantaggi non irrilevanti: ad esempio, quando le temperature superano 24 gradi, si ha spesso un rendimento più basso dei pannelli a causa del calore, ma con l’evaporazione dell’acqua creata dalle piante si ottiene una sorta di raffrescamento del modulo che riduce il suo stress termico e ne migliora le prestazioni.