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Che cos'è l'agrivoltaico?
Ci sono diversi tipi di agrivoltaico?
Quali sono le potenziali vantaggi dell'agricoltura sostenibile?
Le implementazioni di successo dell'agrivoltaico
Svantaggi dell'agrivoltaico?
Un concetto innovativo nell'ambito delle pratiche sostenibili è l'agrivoltaico, che combina l'esperienza agricola con la produzione di energia. Questa nuova strategia combina la tecnologia solare fotovoltaica (PV) con l'agricoltura tradizionale per promuovere pratiche agricole intelligenti e ridurre i cambiamenti climatici. Riutilizzare la terra per l'agricoltura e l'energia offre la speranza di un futuro più verde e resiliente.
Analizzeremo le molteplici varietà, i vantaggi e le modalità di implementazione stimolanti dell'agrivoltaico. Come ogni impresa di trasformazione, anche l'agrivoltaico ha delle sfide che devono essere prese in considerazione. Examiniamo le prospettive e i potenziali svantaggi di questa tecnica unica per vedere come può cambiare il nostro ambiente agricolo ed energetico.
Che cos'è l'agrivoltaico?
Il concetto di "agrovoltaico", in rapida crescita e molto promettente, si riferisce allo sviluppo congiunto di aree di terreno per il solare fotovoltaico e l'agricoltura, consentendo la coesistenza di due industrie essenziali. Diversi tipi di agrotecnica sono già stati sviluppati in tutto il mondo, e negli ultimi anni sono emerse soluzioni innovative che saranno fondamentali per la transizione energetica e climatica.
Ci sono diversi tipi di agrivoltaico?
I pannelli solari fissi sulle colture, i pannelli solari sopraelevati e le serre solari sono i tre tipi principali di sistemi agricoli solari. Oltre a ciò, gli scienziati hanno creato diverse varietà complesse, come sistemi integrati e agricoltura dinamica. Tutte queste varietà hanno una varietà di componenti che vengono utilizzati per massimizzare l'assorbimento di energia solare dai pannelli e dalle colture. La variabile più importante nei sistemi agrovoltaici è l'angolo di inclinazione dei pannelli solari. Le colture raccolte, l'altezza dei pannelli, l'irradiazione solare e il clima locale sono altri fattori che vengono presi in considerazione quando si decide dove installare un impianto agrovoltaico.
1. Pannelli solari installati sul campo
I pannelli solari sono generalmente installati in modo permanente sui campi agricoli o tra loro. Il cambiamento dell'angolo di inclinazione o della densità dei pannelli solari può migliorare l'efficienza dell'impianto.
Per i progetti su larga scala (di più di 5 MW), l'installazione permanente dei pannelli solari è il metodo più comune di implementazione dell'agrovoltaico. Fornendo un facile accesso all'ombra e consentendo la coltivazione di flora e prato permanente tra e sotto i pannelli solari, questo tipo di agrovoltaico migliora il benessere degli animali.
Le strutture an inseguimento solare migliorano il sistema agricolo ed energetico regolando la quantità di luce e ombra che le colture sottostanti ricevono. Inoltre, favoriscono la crescita delle colture proteggendole dalle condizioni climatiche avverse.
2. Miglioramenti dei pannelli solari
Questa applicazione agrovoltaica richiede una maggiore altezza dei pannelli solari rispetto ai normali. L'altezza dal suolo si estende in questo modo (spesso tra i 2,5 e i 5 metri, a seconda degli obiettivi e delle esigenze del progetto). Ciò aumenta la resa delle colture in campi come frutteti e vigneti.
I pannelli solari possono avere spazio sufficiente tra loro per far arrivare la luce alle piante e alle colture, favorendo una crescita equilibrata. A seconda del progetto, questi pannelli possono anche essere alzati o abbassati, consentendo il passaggio di attrezzature per la raccolta, persone e altri oggetti.
3. Serre an energia solare
Negli ultimi anni, la tendenza a utilizzare serre completamente alimentate da energia solare è aumentata. I pannelli fotovoltaici vengono installati sul tetto della serra per generare energia rinnovabile. Questa energia può essere immagazzinata, reimmessa in rete o utilizzata per i consumi e le esigenze della serra (come illuminazione e sistema di irrigazione) senza compromettere la produzione.
4. Sistemi integrati
Ricercatori dell'Arabia Saudita hanno creato un nuovo idrogel per coltivare spinaci utilizzando acqua dell'aria. I ricercatori hanno spinto l'acqua dall'idrogel utilizzando il calore generato dai pannelli solari. Il vapore acqueo si condensa nel recipiente metallico sottostante. Al contrario, l'idrogel può aumentare l'efficienza degli impianti solari fotovoltaici fino al 9% assorbendo il calore e abbassando la temperatura dei pannelli.
Questo progetto innovativo offre un modo a lungo termine e accessibile per migliorare la sicurezza delle forniture di cibo e acqua nelle aree aride.
5.Agrivoltaico dinamico
In Giappone, il sistema dinamico più semplice è stato costruito utilizzando una serie di pannelli incoerenti disposti su tubi sottili su supporti privi di fondamenta in cemento. I pannelli si staccano facilmente e sono abbastanza leggeri da poter essere spostati a mano a seconda delle stagioni e del lavoro agricolo. È stato lasciato spazio tra ogni pannello solare per resistere meglio al vento.
Alcuni nuovi tipi di sistemi agrivoltaici utilizzano un sistema di inseguimento per ottimizzare automaticamente la posizione dei pannelli. Ad esempio, l'azienda svizzera Insolight sta sviluppando pannelli solari statici traslucidi con un sistema di monitoraggio integrato. Il modulo ha anche un meccanismo dinamico di trasmissione della luce che può essere regolato per soddisfare le esigenze specifiche dell'agricoltura concentrandosi sulle celle solari.
Quali sono le potenziali vantaggi dell'agricoltura sostenibile?
1. Utilizzare il potenziale solare al massimo e aumentare la produzione di energia solare: uno studio di recente ha scoperto che i terreni agricoli, i pascoli e le aree umide hanno tutti un potenziale fotovoltaico elevato. Secondo la ricerca, solo l'1% dei terreni agricoli può essere convertito in energia solare per soddisfare il fabbisogno energetico globale. Tuttavia, il calore eccessivo può ridurre significativamente la produzione e l'efficienza delle fattorie solari. Le colture piantate direttamente sotto i pannelli fotovoltaici possono ridurre la temperatura superficiale e aumentare l'efficienza. È stato dimostrato dall'Oregon State University che piantare colture direttamente sotto i pannelli solari aumenta la produzione di elettricità del 10%.
2. Incrementare la produttività della terra
La necessità per gli agricoltori di aumentare il loro reddito attraverso la produzione di energia sostenibile attraverso la coltivazione sta diventando sempre più evidente a causa dell'aumento globale dell'energia solare fotovoltaica. L'Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) prevede che la capacità fotovoltaica globale raggiungerà 843.086 MW nel 2021, un aumento del 19 percento rispetto all'anno precedente.
3. Bloccare il sole può risparmiare fino al 29% sulle spese di irrigazione riducendo l'evaporazione e aumentando l'umidità del suolo. L'umidità del suolo aumenta, soddisfacendo così il fabbisogno idrico delle piante.
4. Ridurre gli effetti negativi del caldo e delle condizioni meteorologiche estreme sulle colture Quando la quantità di luce che cade su una coltura raggiunge il punto di saturazione della luce, non è più ottimale. Il caldo e il freddo estremo possono danneggiarsi o rallentare la crescita delle colture se richiedono una quantità maggiore di acqua. I sistemi fotovoltaici agricoli, o agrivoltaici, possono ridurre lo stress da calore e altri effetti negativi delle intemperie indirizzando i pannelli solari verso le colture.
5. Sostenere gli ecosistemi
L'agrivoltaico contribuisce allo sviluppo sostenibile e alla tutela e al miglioramento della biodiversità e degli ecosistemi vietando l'uso di diserbanti, l'utilizzo di alveari e l'allevamento di animali lungo il perimetro del terreno e l'installazione di recinzioni perimetrali della vegetazione.
Le implementazioni di successo dell'agrivoltaico
1. Implementazioni di successo di agricolturaIl progetto BayWa Agri-PV nei Paesi Bassi
BayWa r.e. ha costruito uno dei suoi primi siti commerciali Agri-PV a Babberich, nei Paesi Bassi. La base di conoscenze del settore è aumentata dai progetti pilota Agri-PV di BayWa r.e. nei Paesi Bassi e in Germania. Questi studi hanno studiato principalmente grano, patate, sedano, mirtilli, ribes rosso, lamponi, fragole e more.
I dati mostrano che nelle giornate più calde, la temperatura sotto i pannelli era da due a cinque gradi più fresca rispetto alle tecniche di giardinaggio tradizionali. Ci sarà meno stress da calore e meno acqua sarà persa per evaporazione dal terreno. Inoltre, il calore è rimasto al caldo di notte meglio rispetto alle coperture di plastica che gli agricoltori usano attualmente per mantenere al caldo le bacche. Ciò potrebbe significare che la plastica non viene più utilizzata nelle aziende agricole.
2. Sun'Agri Viticoltura Agrivoltaica in Francia
Nell'ambito di un programma di valutazione dell'efficacia del fotovoltaico in diversi contesti agricoli, l'impianto è stato installato a Piolenc nella regione vinicola dell'Hérault. Il sistema agrivoltaico flessibile ha ombreggiati 600 dei mille metri quadrati di uva piantati nel programma sperimentale.
Le viti fotovoltaiche hanno ridotto il consumo di acqua del 12 al 34 percento grazie alla riduzione dell'evapotraspirazione. Inoltre, l'impianto fotovoltaico ha migliorato il profilo aromatico dell'uva, aumentando gli antociani (pigmenti rossi) del 13% e l'acidità del 9-14%.
Tuttavia, è importante prendere in considerazione anche gli effetti negativi dell'agricoltura.
1.Installazione e manutenzione di impianti agrovoltaici richiede tempo e denaro e sono complesse.
La maggior parte degli agricoltori non possiede le competenze tecniche necessarie per eseguire l'implementazione del fotovoltaico. Se qualcosa non funziona come dovrebbero, potrebbero dover ricorrere a professionisti. Di conseguenza, per molti, il costo di assumere un professionista può essere fuori portata. Gli agricoltori devono anche considerare la manutenzione dell'impianto solare.
Poiché gli impianti fotovoltaici richiedono anche una superficie specifica, potrebbe esserci un conflitto tra le due cose quando si tratta di espandere la terra. La continua perdita di terreni agricoli rappresenterà la sfida più grande per lo sviluppo degli impianti agrovoltaici. Gli impianti agrovoltaici richiederanno sempre terreni agricoli per funzionare, anche se sono utilizzati per pannelli solari o altre colture.
3. L'ombra degli impianti fotovoltaici può avere un impatto sulla crescita di determinate colture.
Non tutte le piante sono in grado di prosperare all'ombra. A causa dell'ombra, il mais e il grano sono tra le colture più comuni. Lattuga, spinaci e pomodori sono tolleranti all'ombra, ma non sono abbastanza grandi per ospitare un gran numero di persone. Pertanto, è fondamentale stabilire un giusto equilibrio tra la produzione di energia elettrica e le coltivazioni.
Nel regno dell'agrivoltaismo, la tecnologia e la natura funzionano bene insieme, fornendo un modo per un futuro più sostenibile. Abbracciamo la promessa di ecosistemi resilienti, maggiore produttività e un mondo più verde mentre navighiamo nell'intricata interazione tra energia solare e agricoltura. L'agrivoltaico è in grado di illuminare il nostro viaggio verso una coesistenza armoniosa di energia e agricoltura grazie an un'attenta considerazione e all'innovazione.
La combinazione di natura e tecnologia nell'agrivoltaico promette un futuro sostenibile. Maysun Solar è un leader nell'energia solare. Dal 2008, Maysun Solar ha dominato il mercato con i suoi moduli a metà taglio, MBB, IBC e Shingled. I pannelli solari neri con cornice nera, argento e vetro su vetro sono un'ottima aggiunta all'estetica architettonica. La Maysun Solar ha magazzini, uffici e partnership con installatori in tutto il mondo. La soluzione fotovoltaica ideale è Maysun Solar.
Riferimento:
- Dinesh, H., & Pearce, J. M. (2016, February). The potential of agrivoltaic systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 299–308. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.024
- iseban. "Photovoltaic greenhouse and agricultural photovoltaic greenhouse". CVE. Retrieved 2023-02-26.
- "These solar panels pull in water vapor to grow crops in the desert". Cell Press. Retrieved 18 April 2022.
- Movellan, Junko (10 October 2013). "Japan Next-Generation Farmers Cultivate Crops and Solar Energy". renewableenergyworld.com. Retrieved 2017-09-11.
- Solar Power Europe Agrisolar Best Practices Guidelines Version 1.0, p.43 and p.46 Case study
- Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture
- 5 Major Agrivoltaics Disadvantages by Olivia Bolt，AGRICULTURE
- Benefits of Agrivoltaics and 5 real-life examples of successful implementations by Laura Rodríguez
- Agrivoltaics, the advantages of combining renewables and agriculture by Vector Renewables
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