Fotovoltaico e agricoltura: la guida del Fraunhofer ISE

Michael Hackhofer / 6 Maggio, 2021 / Fotovoltaico

L’agro-fotovoltaico si sta dimostrando, sempre di più, una soluzione intelligente per coniugare l’attenzione alla produzione alimentare con quella verso l’energia pulita.

La guida del noto Istituto di ricerca tedesco Fraunhofer per i Sistemi ad Energia Solare (ISE) mette in evidenza le numerose potenzialità dell’unione tra fotovoltaico e agricoltura.

Basata su un progetto agro-solare in Germania durato 5 anni, al quale ha partecipato anche BayWa r.e. Solar Projects GmbH, l’indagine fornisce una panoramica sullo stato di avanzamento tecnologico, oltre a consigli pratici per aziende agricole e comuni, per attuare in modo efficiente questo nuovo modello.

Vediamo maggiori dettagli, in questo articolo.

Agro-fotovoltaico: il progetto APV-RESOLA

Il documento del Fraunhofer ISE nasce principalmente dalle osservazioni sull’impianto agro-fotovoltaico di Heggelbach in Germania, condotto dal Gruppo Innovazione APV-RESOLA tra il 2015 e il 2020.

Si tratta di uno dei progetti finanziati dal Ministero Federale dell’Istruzione e della Ricerca tedesco (BMBF), per studiare i principi fondamentali di questo modello, alternativo al solo impianto fotovoltaico, oltre che la sua fattibilità in termini tecnologici e d’impatto ambientale.

La struttura installata nel 2016, e tutt’ora funzionante, ha previsto 720 moduli fotovoltaici bifacciali con una capacità installata di 194 Kwp, a un’altezza di 5 metri e su un terzo di ettaro di terreno coltivabile.

I terreni di Heggelbach già nel 2017 hanno registrato:

  • aumento del 160% sul tasso di utilizzo della terra;
  • aumento dell’80% per quanto riguarda la resa dei prodotti agricoli;
  • una maggiore adattabilità nei periodi di siccità.

Il 40% dell’energia solare è stata utilizzata direttamente dall’azienda agricola per la ricarica dei veicoli elettrici e i processi di produzione, arrivando al 70% grazie allo stoccaggio di energia. Nei mesi estivi il sistema agrivoltaico ha coperto quasi totalmente l’approvvigionamento giornaliero, e nel 2018 (anno particolarmente caldo) la produzione di energia solare è cresciuta di un ulteriore 2%.

In generale, un dato che balza all’occhio dal documento del Fraunhofer ISE è l’alto potenziale della tecnologia adoperata nel sistema integrato: secondo le linee guida, solo il 4% del terreno coltivabile in Germania, con questo sistema, sarebbe sufficiente a coprire l’intera domanda di elettricità tedesca (per una capacità installata di circa 500 GW).

Inoltre, l’ombra creata dai pannelli sulle colture può ridurre l’evaporazione dell’acqua d’irrigazione e aumentare la protezione dai raggi solari diretti, migliorando anche la qualità del raccolto.

Fraunhofer ISE: i benefici del fotovoltaico agricolo

Come spiega Max Trommsdorff, capogruppo ISE, il duplice utilizzo del terreno può comportare molti vantaggi: rendite aggiuntive per gli agricoltori, riduzione di consumo di acqua, protezione delle coltivazioni dai danni degli agenti atmosferici e miglioramento delle condizioni favorevoli alla crescita di alcune tipologie di raccolto.

Dalla sinergia tra fotovoltaico e agricoltura è possibile, quindi, avere ulteriori benefici:

  • riduzione del bisogno di irrigazione fino al 20%;
  • riduzione degli effetti di erosione provocati dal vento;
  • raccolta dell’acqua piovana per l’irrigazione;
  • possibilità di utilizzo della struttura di montaggio per installare reti di protezione;
  • maggiore efficienza dei moduli grazie a un migliore raffreddamento;
  • maggiore efficienza dei moduli bifacciali grazie alla maggiore distanza dal suolo e dalle altre file di moduli.

A livello economico, come riporta il documento, un sistema fotovoltaico agricolo può produrre energia a un costo già competitivo rispetto alle altre fonti rinnovabili (tra i 7 e i 12 centesimi per kWh).

Secondo la ricerca, una maggiore diffusione dell’agrivoltaico potrebbe anche fronteggiare alcune problematiche globali dai risvolti economici e sociali, come:

  • scarsa disponibilità di terreno coltivabile, a causa dell’urbanizzazione;
  • richiesta di vaste aree destinate all’energia sostenibile;
  • carenza di acqua dovuta all’aumento della temperatura globale;
  • aumento della richiesta di cibo per la crescita demografica mondiale.

Sviluppo e sfide del sistema agro-fotovoltaico

In accordo con la ricerca Fraunhofer ISE, le sfide che al momento frenano l’implementazione dell’agrivoltaico riguardano più che altro un disallineamento nel quadro normativo (non solo tedesco ma anche europeo) per quanto concerne soprattutto la definizione, i permessi e le agevolazioni previste per questo modello.

Tuttavia, l’espansione del fotovoltaico integrato con l’agricoltura è già un fatto concreto, come evidenziato dall’importante crescita che ha avuto in molti Paesi del mondo negli ultimi anni: in totale, si è passati da 5 MW di capacità installata nel 2012 a circa 2,8 GW nel 2020.

Dunque, se in prima battuta la transizione energetica si era prefissata soprattutto l’obiettivo di abbassare le emissioni di CO2, oggi i sistemi agro-fotovoltaici permettono una sinergia in grado di amplificare i vantaggi e di raggiungere nuovi traguardi nella “rivoluzione green”.

Se ti interessa approfondire questi argomenti, consulta il documento completo delle linee guida pubblicate dal Fraunhofer ISE oppure leggi qui l’articolo sui progetti di agro-fotovoltaico realizzati da BayWa r.e. nei Paesi Bassi.

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