L’agrivoltaico verticale per ridurre le interruzioni di corrente e aumentare l’efficienza idrica

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Un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Liegi, in Belgio, ha esaminato il potenziale dell’agrivoltaico verticale per migliorare l’utilizzo dell’acqua e ridurre la riduzione del fotovoltaico nelle regioni caratterizzate da una forte siccità. Gli scienziati hanno concentrato la loro analisi sulla regione cilena del Maule, che ha un forte profilo agricolo ed è affetta da periodi di siccità.

“Penso che il fotovoltaico verticale sarebbe fattibile e interessante in molte altre regioni del Cile, considerando i problemi che hanno con la scarsità d’acqua e il tipo di colture che hanno”, ha detto a pv magazine Roxane Bruhweyler, co-autrice del rapporto. “Abbiamo deciso di concentrarci sulla regione centrale a causa del problema aggiuntivo del conflitto idrico tra agricoltori e centrali idroelettriche e dell’importanza dei terreni agricoli irrigati in quella regione. Questo ha particolarmente senso quando si valuta la geometria di un impianto agrivoltaico che si sospetta possa ridurre l’evapotraspirazione della coltura”.

I ricercatori hanno quantificato la riduzione prevista dell’uso dell’acqua quando si convertono i terreni agricoli irrigati al fotovoltaico verticale e hanno valutato la produzione di energia prevista di un campo fotovoltaico da 100 kW inclinato a nord a Chanco, nella provincia di Cauquenes della regione del Maule. L’impianto fotovoltaico riduce l’area coltivata della superficie agricola del 15% e lo spazio di 14 m tra le file di moduli solari bifacciali consente l’uso di macchinari agricoli.

“L’ombreggiamento della coltura sui pannelli solari è trascurabile per la maggior parte dei cereali e delle colture foraggere e non vi è alcun effetto per un’altezza della coltura inferiore a 105 cm”, hanno spiegato gli scienziati.

Hanno condotto una serie di simulazioni sul sistema considerando come dati di input l’irraggiamento orizzontale globale, la temperatura ambiente e la velocità del vento. Hanno inoltre utilizzato i dati meteorologici orari del 2021 e lo strumento di modellazione PVLIB-Python prodotto dal Sandia National Laboratory, che calcola l’irraggiamento solare sul piano di un pannello fotovoltaico (POAI), misurato in kWh/m2/giorno, per analizzare la produzione di energia del campo.

Grazie a queste misurazioni, gli studiosi hanno potuto verificare che il sistema fotovoltaico verticale può ridurre la domanda di acqua per le colture principali. Hanno anche scoperto che l’impianto fotovoltaico produce il 10% di energia in meno rispetto ai sistemi fotovoltaici convenzionali.

“Tuttavia, l’impianto agrivoltaico offre un profilo di generazione a due picchi che consente di distribuire la produzione di energia fotovoltaica nell’arco della giornata, riducendo il rischio di interruzioni”, hanno dichiarato. L’analisi dell’eterogeneità microclimatica di questo impianto agrivoltaico verticale suggerisce che le piante avranno bisogno di quantità d’acqua leggermente diverse a seconda della loro posizione tra le file di pannelli”.

I ricercatori hanno presentato il loro modello e i loro risultati in “Vertical agrivoltaics and its potential for electricity production and agricultural water demand: A case study in the area of Chanco, Chile“, pubblicato di recente su Sustainable Energy Technologies and Assessments.

Il gruppo di ricerca comprende scienziati della Hochschule Anhalt University of Applied Sciences in Germania, della società tecnologica francese Naldeo Technologies Industries e della Universidad de Santo Tomás in Cile.

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