I ricercatori dell'Università di Lisbona e dell'Accademia militare del Portogallo hanno condotto uno studio sulla fattibilità disistema agrivoltaico per affrontare la necessità di sicurezza energetica e alimentare. Lo studio ha scoperto che le file distanziate di moduli fotovoltaici (FV) combinate con colture che non fanno ombra hanno avuto il rendimento più promettente e un periodo di recupero dell’investimento inferiore a cinque anni.
Le caratteristiche climatiche del Portogallo lo rendono un luogo adatto per la produzione solare e circa il 12% del territorio nazionale del paese è designato come Riserva Agricola Nazionale (RAN) per scopi agricoli.Sistema agrivoltaico, l'integrazione dell'agricoltura e della produzione solare, chiamata ancheagricoltura solare, potrebbe rappresentare una soluzione innovativa per sfruttare il terreno designato e allo stesso tempo generare energia rinnovabile per affrontare i problemi di sicurezza energetica.
Il gruppo ha scoperto che i sistemi agrivoltaici possono raggiungere un tempo di ammortamento di cinque anni o meno e generare più valore rispetto ai soli sistemi fotovoltaici o alla sola produzione agricola sul terreno. Inoltre, studiando due tipologie di layout – uno con pannelli sopraelevati e uno con file di pannelli distanziati – i ricercatori hanno notato che la soluzione distanziata ha un potenziale leggermente superiore rispetto a quella sopraelevata.
Il team ha incluso un'implementazione fotovoltaica regolare a scopo di confronto e ha studiato scenari in cui tutta l'energia prodotta dai pannelli veniva venduta direttamente al mercato utilizzando un valore calcolato. L'analisi presuppone che l'agricoltore abbia un PPA e venda l'energia a €{{0}},043 ($ 0,046,34)/kWh. Per gli impianti fotovoltaici sono state scelte celle solari in silicio monocristallino. Per determinare il periodo di ammortamento, sono stati selezionati vari parametri utilizzando il software PVsyst, inclusi l'investimento iniziale, i costi di O&M e i prezzi di vendita dell'energia.
Per il layout del progetto fotovoltaico distanziato è stata utilizzata una distanza di passo di 20 m, creando uno spazio minimo di 15 m tra le due file di otto moduli ciascuna, per un totale di 16 moduli. I moduli avevano un angolo di inclinazione compreso tra il 55% e il -55% e venivano utilizzati tracker per seguire il movimento del sole e ottimizzare la potenza erogata. Nella disposizione elevata del campo fotovoltaico, tutti i 16 moduli sono stati installati in una serie a fila singola per ridurre l'ombra sulle colture sottostanti. Anche in questo caso, è stato scelto un angolo di inclinazione compreso tra il 55% e il -55%, utilizzando i tracker. Tuttavia, nell'installazione di Valverdinho, il terreno creava troppe ombre, quindi l'angolo di inclinazione è stato regolato al 45% e al -45%.
I risultati della ricerca hanno indicato che i progetti proposti avevano un costo livellato dell'energia (LCOE) inferiore rispetto al prezzo dell'energia nel mercato iberico, con tempi di recupero dell'investimento di circa 4-5 anni.
L’agrivoltaico combina i principi dell’agricoltura sostenibile e della produzione di energia rinnovabile. Ombreggiando le colture, i moduli fotovoltaici possono ridurre la quantità di evaporazione dell’acqua e mantenere temperature più fresche, con conseguente aumento dei raccolti. Nel frattempo, i pannelli solari generano energia rinnovabile che può essere venduta o utilizzata dagli stessi agricoltori, riducendo la loro dipendenza dai combustibili fossili.
Questo studio evidenzia il potenziale dell’agrivoltaico nell’offrire una soluzione vantaggiosa per tutti, affrontando le questioni relative alla sicurezza alimentare ed energetica, promuovendo al tempo stesso pratiche agricole sostenibili. Poiché la popolazione mondiale continua a crescere, l’innovazione e le soluzioni creative come l’agrivoltaico saranno fondamentali per affrontare le sfide che dovremo affrontare negli anni a venire.
