Agrivoltaico: quando energia solare e agricoltura si uniscono, a vantaggio di tutti

Si potrebbe pensare che gli impianti fotovoltaici si installino in ambienti aridi e soleggiati, come il deserto, ma non è così. I pannelli solari performano meglio con una percentuale di umidità tipica delle aree agricole. Tuttavia, queste aree sono già sotto forte pressione, con un conflitto di interessi tra produzione di cibo e produzione di energia.

Quindi, perché non combinare fotovoltaico e agricoltura all’interno della stessa area? Non è sicuramente un’idea nuova: di agrivoltaico (conosciuto anche come agrofotovoltaico, agrisolare o agri-fotovoltaico), si parla da decenni, ma è solo negli ultimi anni che è diventato così rilevante da sviluppare progetti su larga scala.

Il mondo ha bisogno di più energia rinnovabile e quella solare è senza dubbio una parte importante della soluzione, specialmente nei Paesi dove il sole è presente per la maggior parte dell’anno.

La competizione per la terra

“Unire energia solare e agricoltura è un’idea assolutamente valida, specialmente in un Paese dove la concorrenza per il terreno è molto alta” afferma Martijn van der Pouw, Business Developer di Statkraft nei Paesi Bassi.

Nei Paesi Bassi, infatti, c’è una forte spinta verso le nuove energie rinnovabili ma la concorrenza per i terreni limita l’accesso allo spazio disponibile per i pannelli solari.

“L’agrivoltaico può essere la risposta al conflitto d’interessi tra produzione di energia rinnovabile e produzione agricola”, continua Martijn, sottolineando come l’utilizzo primario del terreno negli impianti agrivoltaici rimane sempre quello dell’agricoltura, a cui viene integrata la produzione di energia.

"In diversi impianti solari ci sono pecore che pascolano tra i pannelli, anche se normalmente non nei Paesi Bassi. È solo un modo più semplice di manutenzione del verde. In un progetto agrivoltaico l’obiettivo è quello di coltivare prodotti di alta qualità come mangimi, verdure, cereali o frutta, producendo anche energia”.

Si potrebbe pensare che il doppio uso riduca sia la produzione di energia che quella agricola, rispetto all’utilizzo della stessa terra per l’una o l’altra.

“Un obiettivo generale è che la produzione agricola sia almeno il 70% di quella che era prima dell’installazione dei pannelli solari. Di conseguenza, se l’impianto solare installato nel sistema agrivoltaico producesse anche il 70% di quello che avrebbe prodotto un normale impianto solare senza uso agricolo, l’area verrebbe effettivamente utilizzata al 140% rispetto ad un terreno solo agricolo o solo per l’energia solare.”

Per l’agricoltore che affitta la sua terra per la produzione di energia è un fattore positivo: oltre al ritorno economico agricolo, riceverebbe anche un’entrata dalla produzione di energia, stabilizzando o incrementando il flusso di reddito.

Diversi tipi di coltivazioni

Installare pannelli solari nei campi potrebbe sembrare una soluzione semplice, ma creare sinergia tra energia solare e agricoltura è più complesso. Il design dell’impianto solare, le condizioni microclimatiche e il tipo di coltivazione sono tutti fattori che determinano la sostenibilità del progetto.

“In un campo, i pannelli solari creano necessariamente delle ombre e questo può essere più o meno vantaggioso a seconda della coltivazione. Nel Nord Europa la produzione agrivoltaica sembra funzionare per la coltivazione di cipolle, cereali, patate, ortaggi a radice e forse anche fragole o lamponi. Dove la luce solare è più intensa, i pannelli solari ridurrebbero l’evaporazione e permetterebbero una produzione maggiore. Nell’Europa meridionale invece, i pannelli solari potrebbero essere combinati anche a vigneti o uliveti” spiega Martijn.

“Ad oggi sono in corso molti esperimenti per scoprire quale siano le coltivazioni più adatte a questo tipo di combinazione e dove sia meglio localizzarle.”

Fisso o tracker

Dove è possibile l’utilizzo combinato, occorre posizionare i pannelli solari in modo che sia gli addetti ai lavori che i macchinari possano muoversi tra o sotto di essi per prendersene cura e per il raccolto. I pannelli solari hanno anche bisogno di essere puliti accuratamente per funzionare al meglio.

I pannelli solari possono essere fissi, o dotati di tracker, capaci cioè di muoversi “inseguendo” il sole. Nel caso di pannelli solari con tracker, le loro ombre si spostano lungo l’arco della giornata, mentre se sono fissi il terreno sottostante sarà esposto al sole o all’ombra ad intervalli regolari durante il giorno. Le piante reagiscono in maniera diversa a queste variazioni di luci e ombre e per alcune può essere un beneficio, mentre per altre potrebbe ridurne la crescita.

“Questa è uno dei fattori che stiamo studiando con i nostri esperimenti. Esistono diversi parametri che possono influenzare sia la produzione di energia sia quella agricola. L’obiettivo, ovviamente, è trovare un equilibrio tra le condizioni ottimali per le piante e la miglior soluzione fotovoltaica possibile che fornisca la maggior quantità di energia”.

Il design

I pannelli solari che vengono installati nei campi agricoli non sono gli stessi che si metterebbero su un tetto di un edificio o in un normale impianto solare.

“In un campo si compete per ogni singolo fotone”, sostiene Martijn. “La luce andrà all’elettricità o alla fotosintesi? Quando energia solare e agricoltura si uniscono, bisogna definire quanta luce debba raggiungere le coltivazioni e di conseguenza definire la disposizione dei pannelli. La scelta del design viene determinata da ciò che si coltiverà”.

“Per creare le migliori condizioni di crescita possibili, possono essere utilizzati dei sensori nel terreno che comunicano direttamente con i pannelli  assicurando il giusto fabbisogno di luce delle coltivazioni nelle diverse fasi di crescita.”

Le sfide dei macchinari

L’agricoltura moderna dipende dalle macchine e perciò i campi solari sono progettati in un modo che ne sia consentito l’utilizzo. Ciò richiede determinate distanze tra pannelli, o altezze adeguate rispetto al terreno perché le macchine possano transitare. 

“In alcuni progetti i pannelli fotovoltaici sono posizionati a 5 metri dal suolo. In questo modo l’utilizzo di macchinari agricoli non è un problema” afferma Costanza Rizzo, Agri-PV Senior Developer di Statkraft Italia. Costanza fa parte del team di sviluppo che lavora ai progetti agrivoltaici in Italia. “Tuttavia, questa soluzione è molto costosa e al momento non redditizia senza incentivi pubblici. Nei nostri progetti prevediamo quindi l’utilizzo di pannelli montati a terra, a poco più di due metri e mezzo di altezza”.

Per risolvere il problema dei macchinari agricoli si utilizzano pannelli con tracker, che possono non solo seguire il sole per tutto l’arco della giornata ma anche inclinarsi quasi verticalmente per lasciar passare grandi macchinari agricoli tra i filari.

Ricerca

Per approfondire l’impatto dell’agrivoltaico sulle coltivazioni e indagarne i principali aspetti agronomici, Statkraft Italia ha avviato una ricerca in collaborazione con l’Università di Bari Aldo Moro. Il progetto “L’agrofotovoltaico per un futuro sostenibile” ambisce a contribuire allo sviluppo di metodi e tecnologie per trovare le soluzioni migliori all’unione di agricoltura e produzione di energia solare.

Il progetto esamina anche quali sono le coltivazioni più adatte, come devono essere progettati i pannelli solari e quali sfide devono essere affrontate in termini di macchine, raccolti e considerazioni ambientali. 

Scetticismo

In aggiunta alle complessità puramente tecniche, è importante anche che gli agricoltori e le autorità siano coinvolti. Costanza Rizzo ammette che si è dovuto affrontare molto scetticismo tra gli agricoltori e le loro organizzazioni, ma le cose stanno cambiando.

“Lo scetticismo che abbiamo incontrato è in parte dovuto al fatto che alcuni non comprendono a pieno il concetto dell’agrivoltaico e in parte perché non credono che questa unione possa funzionare. Nonostante questo, lavoriamo costantemente per coinvolgere i diversi stakeholder locali e per diffondere la conoscenza e parlare dei benefici che può portare questo utilizzo combinato” afferma Costanza.

“Nel Sud Italia, la siccità degli ultimi anni ha reso l’agricoltura più impegnativa e meno allettante. Vogliamo dimostrare che i pannelli solari possono aiutare a creare un microclima più favorevole e a migliorare le condizioni di crescita anche in un clima arido” continua Costanza.

Per esempio, in Statkraft stiamo valutando la possibilità di unire fotovoltaico e la produzione super-intensiva di olive, un metodo di produzione dove la densità degli alberi è più alta del normale e che consente la raccolta meccanica. Ma non solo: anche la produzione di pomodori potrebbe essere adatta alla convivenza con i pannelli solari. I pomodori prediligono infatti molta luce e calore, ma di fronte all’aumento della siccità e del caldo, l’ombra e l’evaporazione favorita dai pannelli potrebbero rivelarsi utili. Oltre a questo, l’agrivoltaico può contribuire a salvaguardare gli ecosistemi, creando condizioni vivibili per alcune specie di insetti, a partire dalle api, e favorendo il reinserimento anche di specie autoctone.

Statkraft ha impianti solari operativi anche in Spagna, dove le pecore pascolano tra i pannelli. Il video arriva dalla centrale solare Talayuela a Cáceres, nella regione di Extremadura una delle più grandi centrali di energia solare in Europa.

Sostenibilità sociale

Per ottenere fiducia e sostegno verso questi progetti è importante mostrare il valore aggiunto che hanno a livello locale, sia dal punto di vista economico che sociale. Uno di questi è sicuramente l'aumento della produzione locale di energia, che può garantire agli agricoltori un reddito maggiore e più stabile, mentre l’energia elettrica può rendere la produzione agricola più sostenibile.

“Allo stesso tempo, questi progetti devono essere utili non solo per gli agricoltori, ma anche per l’intera comunità locale”, afferma Costanza. Il loro sviluppo e funzionamento possono creare posti di lavoro locali e contribuire alla sostenibilità sociale.

“Si possono creare degli spazi all’interno degli impianti agrivoltaici accessibili alle comunità locali, come piste ciclabili, aree pedonali o spazi per attività educative per bambini con l’obiettivo di coinvolgere pienamente la comunità; cosa che cerchiamo di fare nei nostri progetti” sostiene Costanza. “Molte aree mancano di risorse e investimenti che abbiano un forte impatto sociale. È importante dimostrare che siamo un player responsabile, con prospettive a lungo termine che possono aiutare a creare un futuro sostenibile per la comunità locale”.