L'espansione dell'energia solare in Spagna e in gran parte dell'Europa ha sollevato un dilemma significativo: Come continuare a installare pannelli fotovoltaici senza distruggere i terreni agricoliNei territori con abbondante terra disponibile, come nel caso dei grandi paesi extra-UE, il conflitto è minore, ma in un paese agricolo con terreni limitati come la Spagna, ogni ettaro conta.
Negli ultimi anni, l'agrivoltaico è gradualmente diventato un argomento di discussione nei dibattiti tecnici, nelle conferenze di settore e nei programmi di aiuti pubblici come un modo realistico per conciliare agricoltura e generazione fotovoltaicaA questa tendenza si aggiungono le nuove tecnologie dei pannelli semitrasparenti e i progetti specifici per le colture, che mirano a ridurre al minimo l'ombreggiamento senza sacrificare la produzione competitiva di elettricità.
Cos'è l'agrivoltaico e perché è così interessante per le campagne spagnole?
Quando parliamo di agrivoltaico ci riferiamo a sistemi che Combinano l'attività agricola e la produzione di energia solare sulla stessa superficie in giardini solariNon si tratta solo di posizionare i pannelli sul terreno, ma di progettare strutture, densità e tipologie di pannelli che consentano alla pianta di ricevere la luce, l'acqua e la ventilazione di cui ha bisogno per produrre normalmente, o anche meglio.
In un contesto di obiettivi climatici sempre più stringenti – l'Unione Europea punta a far sì che una quota significativa della sua elettricità provenga da fonti rinnovabili per raggiungere la neutralità carbonica entro la metà del secolo – il fotovoltaico è diventato una componente centrale. Il forte calo del prezzo dei pannelli, dovuto in gran parte alla sovrapproduzione asiatica, ne ha facilitato l'ampia diffusione, ma ha anche intensificato la pressione sui terreni agricoli, zootecnici e forestali.
L'agrivoltaico comincia quindi a essere visto come una sorta di "punto di incontro" tra due mondi che fino a poco tempo fa erano percepiti come in conflitto: sicurezza alimentare e transizione energeticaLe esperienze in Spagna dimostrano che, se ben progettata, l'installazione di pannelli può proteggere le colture dalle radiazioni eccessive, contribuire al risparmio idrico e fornire una fonte di reddito supplementare per gli agricoltori.
Inoltre, nelle regioni con crescente stress idrico e ondate di calore più frequenti, questa tecnologia viene valutata come strumento di adattamento ai cambiamenti climaticioltre al suo ruolo nella riduzione delle emissioni.
La sfida tecnica più grande: l'ombra sulle colture
Il principale ostacolo per i sistemi fotovoltaici convenzionali sul campo è facile da capire: I pannelli proiettano ombra e non tutte le colture la tollerano allo stesso modo.Se la pianta riceve meno radiazioni del necessario, la sua capacità di fotosintesi diminuisce e, con essa, la sua resa produttiva.
I primi test di tensione in ambito agricolo si sono concentrati sulla regolazione dell'altezza, della spaziatura e dell'inclinazione dei pannelli per creare ombra parziale, nonché sulla selezione di colture relativamente tolleranti alle condizioni di luce filtrata. Inoltre, si è iniziato a testare pannelli bifacciali, in grado di sfruttare la luce riflessa dal terreno, sebbene ciò non abbia risolto del tutto il dilemma tra produzione solare e accesso alla luce per la coltura.
La chiave è trovare un equilibrio dove le piante hanno abbastanza luce per la fotosintesi, mentre il sistema fotovoltaico mantiene un ragionevole ritorno sull'investimento. È qui che entra in gioco lo sviluppo di materiali e design specifici, come pannelli semitrasparenti o selettivi in base alla lunghezza d'onda.
Diversi studi concordano su una soglia guida: La maggior parte delle colture richiede circa il 60% di trasmissione luminosa utile per mantenere le sue normali prestazioni. Al di sotto di tale valore, le perdite di prestazioni aumentano vertiginosamente; al di sopra, l'integrazione con il fotovoltaico è più promettente.
La proposta dell'Università di Jaén: pannelli semitrasparenti RearCPVbif
In questo contesto, un team della Università di Jaén ha presentato una soluzione che cerca di affrontare il problema a partire dalla progettazione stessa del pannello. La loro proposta si basa su una nuova generazione di moduli fotovoltaici semitrasparenti in grado di generare elettricità consentendo il passaggio della luce necessaria per le colture.
Lo studio, pubblicato sulla piattaforma scientifica Science Direct, analizza la tecnologia a partire da due parametri fondamentali: la trasmittanza visibile media e trasmittanza fotosintetica mediaIn pratica, questi indicatori misurano quale percentuale della radiazione utile alle piante raggiunge l'altro lato del pannello, dopo aver attraversato il materiale e le celle solari.
L'innovazione presentata è incarnata in un sistema denominato RearCPVbif (Concentratore Fotovoltaico Posteriore bifacciale)Questa tecnologia rientra nella famiglia degli STPV (pannelli fotovoltaici semitrasparenti), ma con un approccio unico. A differenza di altre soluzioni che si limitano a creare spazi vuoti o a ridurre la densità delle celle, questa tecnologia integra concentratori ottici posteriori del modulo.
In parole povere, la luce che non viene utilizzata direttamente sulla parte anteriore del pannello viene reindirizzata verso il retro delle celle bifacciali, aumentando la produzione di elettricità senza compromettere la trasparenza. I ricercatori sottolineano che il loro design Raggiunge una trasparenza ottica di circa il 60%., un valore compatibile con il ciclo di fotosintesi della maggior parte delle colture orticole.
Trasparenza, efficienza e temperatura: il delicato equilibrio
La linea di ricerca dell'Università di Jaén si differenzia da altri approcci "trasparenti" che l'industria ha valutato negli ultimi anni. Da un lato, ci sono pannelli non selettivi in lunghezza d'onda, che Assorbono gran parte dello spettro solare. Riducono il colore del materiale o inseriscono spazi tra le celle per aumentarne la trasparenza. Il problema è che questa trasparenza è spesso insufficiente per le colture.
All'altro estremo ci sono i pannelli selettivi, che Assorbono preferibilmente le radiazioni ultraviolette e del vicino infrarossoCiò consente il passaggio di una maggiore frazione di luce visibile, che è ciò di cui le piante hanno più bisogno. Queste tipologie di soluzioni offrono una base più idonea per l'agrivoltaico, sebbene la loro implementazione industriale sia ancora in fase di sviluppo.
La proposta RearCPVbif si basa proprio su questa logica selettiva, ma aggiunge l'uso di concentratori ottici posteriori per massimizzare l'energia disponibile senza oscurare l'ambiente delle colture. Secondo il team guidato dai ricercatori Álvaro Varela-Albacete ed Eduardo Fernández, L'attuale tecnologia STPV è sottoutilizzata e può funzionare molto meglio nelle applicazioni agricole se abbinato a questo tipo di concentratore.
Un altro aspetto che gli autori hanno preso in attenta considerazione è il comportamento termico del sistema. Una delle preoccupazioni comuni quando si installano tetti fotovoltaici sulle colture è il rischio di generare un effetto serra indesideratoalterando il microclima sottostante i pannelli. Nei test effettuati, la temperatura delle celle si è mantenuta al di sotto dei 70°C, un punto di riferimento importante per evitare impatti negativi sull'ambiente circostante.
Questi tipi di limiti di temperatura contribuiscono alle prestazioni delle strutture agrivoltaiche non diventare tetti che intrappolano il calore eccessivamente, cosa particolarmente sensibile nelle zone già calde e con scarsa disponibilità di acqua.
Dal laboratorio al campo: test su colture reali e focus sull'orticoltura intensiva
Uno dei punti di forza di questo sviluppo è che Ha già suscitato l'interesse di aziende e organizzazioni del settoreI ricercatori hanno confermato i contatti con diverse entità per accelerare sia la scalabilità industriale dei moduli sia la loro integrazione nelle operazioni del mondo reale.
La tabella di marcia prevede ora campagne sperimentali su colture commerciali, in cui verrà valutata non solo la produzione di energia elettrica, ma anche parametri agronomici chiave: resa, qualità del prodotto, fabbisogno irriguo, temperatura e umidità del suolo, tra gli altri. L'obiettivo è ottenere dati solidi che consentano adattare il design alle esigenze specifiche di ogni coltura e regione.
Regioni come AlmeríaQueste aree, caratterizzate da un'intensa orticoltura in serra e da una crescente diffusione del fotovoltaico, si stanno rivelando scenari ideali per questo tipo di tecnologia. In queste aree, la coesistenza di ampie aree di campi agricoli in plastica e campi solari apre le porte a modelli ibridi in cui parti dei tetti o delle strutture possono svolgere una duplice funzione.
Se le sperimentazioni confermeranno i risultati preliminari, l’agrivoltaico con pannelli semitrasparenti potrebbe diventare uno strumento decisivo per Il cosiddetto "mare di plastica" convive con un vero e proprio "mare di pannelli"senza compromettere la produzione orticola.
Esperienze e dati in Spagna: da Murcia ai vigneti e agli uliveti
Oltre alla ricerca sui materiali, la Spagna sta iniziando ad accumulare Esperienze sul campo che dimostrano che l'agrivoltaico può funzionare in condizioni reali. Una delle regioni in cui si stanno compiendo i maggiori progressi è la Regione di Murcia, con un'agricoltura altamente tecnologica e oltre 3.300 ore di sole all'anno.
Presso l'Università di Murcia e vari centri di ricerca sono stati presentati risultati che evidenziano benefici sia agronomici che economici. Nel corso di convegni specializzati, l'Unione Fotovoltaica Spagnola (UNEF) ha riunito ricercatori, enti governativi e aziende per analizzare l'efficacia di questi modelli. Forniscono un reddito aggiuntivo all'agricoltore. senza costringerlo ad abbandonare la sua attività principale.
Le prove effettuate su colture aride, così come su vigneti e uliveti, dimostrano che il posizionamento strategico dei pannelli può ridurre l'evapotraspirazione fino al 30%per controllare meglio la perdita d'acqua dal suolo e proteggere le colture dagli episodi di caldo estremo. Tutto questo senza ridurre, e anzi migliorando, le rese in determinate condizioni di stress climatico.
Nei vigneti pilota, ad esempio, i pannelli sono stati integrati senza influire sulla produzione dell'uva o sulla qualità del vino, ottenendo al contempo maggiore ritenzione di umidità nel terrenoNegli oliveti, alcuni studi segnalano incrementi di produzione pari a circa il 5%, oltre a una migliore risposta della coltura alle condizioni meteorologiche avverse, un aspetto fondamentale per le regioni fortemente dipendenti dagli oliveti.
Parallelamente, l’amministrazione centrale sta lavorando su criteri specifici per garantire che, in questi progetti, l'attività agricola resta prioritaria e compatibile con la PACQuesta certezza giuridica è essenziale per incoraggiare le cooperative e i singoli agricoltori a investire in soluzioni agrovoltaiche senza temere di perdere gli aiuti europei.
Murcia come laboratorio: progetti agrivoltaici in serre e parcelle sperimentali
Il governo regionale di Murcia ha compiuto un ulteriore passo avanti promuovendo esplicitamente l' L'energia agrivoltaica come strumento per ottimizzare l'uso del suolo agricoloIl Ministero dell'Ambiente, dell'Università, della Ricerca e del Mar Menor ha evidenziato il potenziale di questa tecnologia in una comunità con un'elevata radiazione solare e un'agricoltura irrigua altamente sviluppata.
L'Istituto Murciano per la Ricerca e lo Sviluppo Agricolo e Ambientale (IMIDA) coordina diversi progetti pionieristici. Uno di questi, situato a La Alberca, si concentra sulla orticoltura in serraI primi risultati indicano aumenti della resa che, secondo le prove, oscillano tra il 20% e il 60%, a seconda della coltura e della progettazione dell'impianto.
I pannelli non solo forniscono energia al funzionamento, ma anche Riducono lo stress termico e da radiazioni sulle piante.Ciò apre le porte all'introduzione di colture che in precedenza erano difficili da coltivare in climi semiaridi. L'ombra parziale aiuta a moderare i picchi di temperatura e a sfruttare meglio l'acqua disponibile.
Un altro progetto degno di nota è quello denominato PS Agrovoltaica, installato presso il Centro Dimostrativo e Trasferimento Agricolo El Mirador (CDTA) a San Javier. Si tratta di un'infrastruttura sperimentale di circa 36 kilowatt che combina inseguitori solari, moduli opachi e pannelli semitrasparenti, insieme a una zona di controllo senza impianto fotovoltaico.
Questa configurazione consente un monitoraggio dettagliato dei parametri ambientali e produttivi e consente di confrontare come altezza, orientamento, tipo di pannello e densità della struttura influenzano il microclima e le prestazioni delle colture. I dati generati servono come riferimento per progettare sistemi replicabili per altre aziende agricole a Murcia e nelle regioni con condizioni simili.
Supporto istituzionale e aiuti pubblici per progetti agrivoltaici
L'impiego dell'agrivoltaico in Spagna non può essere spiegato solo da interessi tecnici o agronomici: Gli aiuti pubblici svolgono un ruolo importante Per accelerare gli investimenti e ridurre i rischi per gli agricoltori, l'Istituto per la Diversificazione e il Risparmio Energetico (IDAE) ha lanciato diversi bandi specifici per progetti innovativi nel campo delle energie rinnovabili.
In una delle ultime linee di finanziamento destinate alle energie rinnovabili innovative, l’IDAE ha assegnato 148,5 milioni di euro per 199 progettiMolti di questi progetti sono legati a soluzioni agrovoltaiche con accumulo di energia. All'interno di questa cifra, circa 77,1 milioni di euro sono concentrati in 62 progetti direttamente collegati ad aziende agricole specializzate in colture arboree e orticole.
Parallelamente, sono stati stanziati più di 87 milioni di euro per un gruppo di 73 iniziative che combinano agrivoltaico e fotovoltaico galleggianteCon una capacità installata superiore a 160 MWp e più di 180 MWh di stoccaggio associato, questi investimenti, finanziati in gran parte attraverso i fondi del Piano europeo di ripresa, mirano a dimostrare la fattibilità tecnica ed economica di modelli ibridi di utilizzo del suolo e dell'acqua.
Le cooperative agricole sottolineano che l'agrivoltaico può funzionare come integrazione del reddito per gli agricoltori con redditi ridotti o pensioni basseVale la pena ricordare che il fotovoltaico svolgeva già un ruolo stabilizzante per molti professionisti alla fine degli anni 2000. Ora, il contesto di prezzi dell'energia volatili e pressioni climatiche sta rendendo queste soluzioni nuovamente interessanti.
Il Ministero per la Transizione Ecologica e la Sfida Demografica (MITECO) insiste sul fatto che l'implementazione deve essere realizzata garantendo il primato dell'attività agricola e garantire la compatibilità normativa con la PACQuesta linea di lavoro, insieme allo sviluppo di mappe nazionali di iniziative e guide tecniche, mira a fornire certezze a coloro che stanno valutando di fare il salto verso l'agrivoltaico.
Benefici misurabili: acqua, microclima e nuovi modelli economici rurali
I dati provenienti da sperimentazioni condotte in Spagna e in altri contesti comparabili evidenziano una serie di vantaggi ricorrenti. Uno dei più frequentemente citati è l' migliore gestione dell'acquaL'ombra parziale generata dai pannelli riduce l'evapotraspirazione e, quindi, la quantità di acqua che le piante perdono attraverso il calore e l'irraggiamento.
Nei sistemi di irrigazione, i pannelli fotovoltaici galleggianti installati su zattere offrono anche ulteriori vantaggi: ricoprendo parzialmente la superficie, Riduce l'evaporazione e aiuta a controllare la crescita delle alghe.Questi sono problemi comuni nei climi caldi. Allo stesso tempo, l'energia prodotta in loco facilita l'elettrificazione delle pompe e sistemi di irrigazione più efficienti.
Dal punto di vista climatico, la combinazione di ombra e ventilazione sotto le strutture fotovoltaiche contribuisce a per alleviare le ondate di calore estremeCiò è particolarmente rilevante in uno scenario di estati sempre più lunghe e secche. In alcune colture, i ricercatori hanno osservato una minore incidenza di stress da calore e prestazioni più stabili durante le ondate di calore.
Tutto ciò si traduce in opportunità economiche per le aree rurali. L'agrivoltaico non solo genera elettricità che può essere utilizzata per l'autoconsumo o venduta alla rete, ma anche Apre le porte a nuovi modelli di business e alla cooperazione tra agricoltori e aziende energetiche.Nelle aree a rischio di abbandono dell'agricoltura, questo tipo di progetti sono visti come un modo per mantenere l'attività e l'occupazione.
Il CEO dell'UNEF ha insistito sul fatto che "non esiste alcuna dicotomia tra agricoltura e fotovoltaico" se l'uso del suolo è adeguatamente pianificato, osservando che la maggior parte dei terreni agricoli continuerà a essere dedicata esclusivamente alla produzione alimentare. La sfida, a suo avviso, sta nello sfruttare al meglio quella piccola percentuale destinata all'agrivoltaico. servire da esempio di coesistenza tra entrambi gli usi.
Lo sviluppo dell'agrivoltaico in Spagna e in altri paesi europei sta iniziando a dimostrare che la scelta tra pannelli solari e colture non è inevitabile: con tecnologie come i pannelli semitrasparenti RearCPVbif, sperimentazioni agronomiche ben progettate e un quadro di aiuti e normative che dà priorità all'attività agricola, è possibile. per produrre energia pulita e cibo sullo stesso terreno, migliorare la resilienza ai cambiamenti climatici e offrire una nuova fonte di reddito per le aree rurali senza sacrificare la sua funzione essenziale nella catena alimentare.
