Agrivoltaico: cos’è, come funziona e quali colture e animali possono essere integrati

Come funziona l'agrivoltaico?

Il principio dell’agrivoltaico consiste nel progettare l’impianto fotovoltaico tenendo conto contemporaneamente delle esigenze di produzione di energia elettrica e di quelle dell’attività agricola. I pannelli solari intercettano parte della radiazione per generare elettricità, mentre un’altra parte raggiunge le colture o le superfici destinate al bestiame. L’obiettivo non consiste semplicemente nell’installare pannelli su un terreno agricolo, ma nel conseguire un doppio utilizzo funzionale del suolo. La progettazione deve tenere conto di variabili quali:

• Altezza dei moduli: deve consentire lo sviluppo della coltura, il passaggio degli animali o la circolazione delle macchine agricole necessarie.
• Distanza tra i filari: determina la quantità e la distribuzione della radiazione che raggiunge le colture.
• Orientamento e inclinazione: influenzano sia la produzione fotovoltaica sia la distribuzione di luce e ombra sul terreno.
• Sistema di monitoraggio: alcuni progetti utilizzano trackers solari in grado di modificare la posizione dei moduli e di gestire in modo dinamico l'equilibrio tra produzione di energia elettrica e fabbisogno agricolo.
• Tipo di coltivazione: ogni specie presenta esigenze diverse in termini di irraggiamento, temperatura e acqua.
• Clima e disponibilità idrica: determinano se l’ombreggiamento parziale fornito dai moduli rappresenti un vantaggio o un limite.

I pannelli modificano inoltre il microclima presente sotto e intorno all’impianto. L’ombra può ridurre l’irraggiamento diretto sulle colture, modificare la temperatura del suolo, ridurre parzialmente l’evaporazione e fornire protezione da determinati episodi di caldo. Tuttavia, questi effetti non sono sempre positivi. Un eccesso di ombra può ridurre lo sviluppo di alcune specie. Per questo motivo, l’agrivoltaico richiede una progettazione congiunta della parte energetica e di quella agricola, anziché limitarsi a ottimizzare esclusivamente la produzione fotovoltaica.

Il IEA PVPS sottolinea proprio che il rendimento di un sistema agrivoltaico debba essere valutato in modo integrato, tenendo conto della produzione fotovoltaica, della produzione agricola, del microclima e delle caratteristiche specifiche di ciascun sito.

Pannelli solari, agricoltura o allevamento: quali colture o animali sono adatti all’agrivoltaico?

La compatibilità di una coltura con l’agrivoltaico dipende dalla sua tolleranza all’ombreggiamento, dal suo fabbisogno di radiazione solare, dal clima, dalla geometria dell’impianto e dalla gestione agricola. Per questo motivo, non esiste un elenco universale di colture che migliorino sempre la propria resa sotto i pannelli solari. Tra le applicazioni più comuni o più studiate figurano:

• Vigneti: la viticoltura è una delle applicazioni dell’agrivoltaico che suscita maggiore interesse in Europa. Le strutture possono essere progettate sopra i filari di viti e fornire una protezione parziale dalle temperature estreme o da determinate condizioni meteorologiche.
• Alberi da frutto: i meli e altri alberi da frutto possono essere abbinati a impianti fotovoltaici sopraelevati. A seconda della progettazione, i pannelli possono anche fornire una certa protezione dall’eccessiva radiazione solare, dalla grandine o da condizioni meteorologiche avverse.
• Frutti rossi: alcune colture, come lamponi, more o mirtilli, possono adattarsi bene a condizioni di ombra parziale, purché l’impianto sia correttamente dimensionato.
• Ortaggi a foglia: lattuga, spinaci e altre colture con minori esigenze di irraggiamento diretto possono adattarsi a determinate configurazioni agrivoltaiche.
• Pomodori e altri ortaggi: esistono progetti sperimentali e commerciali che analizzano l'equilibrio tra ombreggiatura, temperatura, fabbisogno idrico e produzione.
• Colture estensive: cereali, patate e altre produzioni agricole possono anch’esse essere integrate, sebbene richiedano una progettazione che garantisca l’accesso dei macchinari e un’adeguata distribuzione della radiazione.
• Pascoli e foraggio: le superfici situate sotto o tra i pannelli possono essere utilizzate per coltivare vegetazione destinata all'alimentazione degli animali.

Il FAO descrive l'agrivoltaico come la combinazione della produzione agricola con quella di energia elettrica sullo stesso terreno e ne sottolinea il potenziale per ottimizzare l'utilizzo del suolo, aumentare la resilienza ai cambiamenti climatici e fornire nuove fonti di reddito alle aziende agricole.

L’agrivoltaico può integrarsi anche con gli allevamenti. In questi casi, il terreno mantiene la sua funzione produttiva attraverso il pascolo o attività legate all’allevamento degli animali, mentre si genera energia fotovoltaica. L’esempio più diffuso è il pascolo delle pecore nei parchi solari. Le loro dimensioni e il loro comportamento facilitano lo spostamento tra le strutture fotovoltaiche e, allo stesso tempo, il pascolo contribuisce a controllare la crescita della vegetazione. Tra le possibili applicazioni figurano:

• Pecore: sono probabilmente la specie zootecnica più diffusa negli impianti fotovoltaici con pascolo. Oltre a sfruttare il terreno, possono ridurre alcune esigenze di controllo meccanico della vegetazione.
• Bovini: possono essere integrati in sistemi appositamente progettati, dotati di strutture sufficientemente alte, resistenti e protette. Le loro dimensioni maggiori richiedono requisiti strutturali e di sicurezza più elevati.
• Pollame: le galline e altri volatili possono utilizzare determinate aree situate intorno o sotto i moduli, approfittando in parte dell'ombra offerta dalle strutture.
• Apicoltura: alcune piante combinano la produzione fotovoltaica con una vegetazione favorevole agli impollinatori e l’installazione di alveari. Sebbene non si tratti di pascolo, rappresenta un’altra forma di attività agricola compatibile con determinati progetti solari.

L’IEA PVPS elenca tra le attuali applicazioni dell’agrivoltaico il pascolo delle pecore, l’apicoltura, i vigneti e i frutteti, il che riflette la diversità delle configurazioni possibili. Non tutte le specie sono ugualmente adatte. L’integrazione zootecnica deve tenere conto dell’altezza dei pannelli, del cablaggio, delle protezioni elettriche, degli accessi, della disponibilità di acqua, del comportamento degli animali e del rischio di danni alle infrastrutture.