I ricercatori della Western University del Canada hanno testato sperimentalmente la resa della lattuga romana in impianti agrivoltaici, con diversi livelli di trasparenza e radiazione fotosinteticamente attiva (PAR), nel tentativo di definire una chiara relazione tra trasparenza fotovoltaica, PAR e produttività delle colture.
“Per quanto ne sappiamo, nessuna ricerca precedente ha testato sistematicamente come le diverse trasparenze fotovoltaiche influenzano la PAR e la resa delle colture in un ambiente controllato”, ha dichiarato uno degli autori, Uzair Jamil, a pv magazine. “Il nostro studio quantifica in modo unico l’impatto di un’ampia gamma di trasparenze fotovoltaiche sulla PAR e sulle prestazioni delle colture, fornendo risultati empirici che possono informare la politica agrivoltaica. Contestualizzando questi risultati all’interno di giurisdizioni agrivoltaiche già mature a livello globale, lo studio offre nuove intuizioni per regioni come il Canada, dove la politica non ha ancora integrato pienamente il potenziale agrivoltaico”.
L’esperimento è stato condotto in un ambiente controllato, dove le condizioni nei biomi erano rappresentative dell’estate all’aperto a Londra, Ontario e Canada. Le temperature diurne sono state mantenute a 25 °C, mentre quelle notturne sono state impostate a 19 °C. Per integrare l’illuminazione durante la fase diurna di 16 ore, sono stati utilizzati quattro apparecchi al sodio ad alta pressione da 600 W. Sono state utilizzate sette diverse trasparenze di moduli solari a film sottile in tellururo di cadmio (CdTe), ovvero 10%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% e 80%. Sotto ciascun modulo sono state coltivate sei piante di lattuga, mentre otto sono state piantate senza i moduli per fungere da controllo.
“La tempistica sperimentale inizia con la semina di tre piante per vaso il 21 febbraio 2024. La prima comparsa delle piantine di lattuga è stata osservata il sesto giorno, seguita dal primo diradamento dei vasi il dodicesimo giorno, riducendo i vasi con tre semi germinati a due piante per vaso. Il diradamento finale è avvenuto il ventesimo giorno, stabilendo una singola pianta per vaso in tutti i trattamenti”, ha dichiarato il team. “La fertilizzazione è iniziata il 20 marzo 2024, con successive applicazioni al giorno 34, al giorno 40, al giorno 44 e al giorno 47. Ogni vaso ha ricevuto 0,75 g di fertilizzante disciolto in 0,5 L di acqua per applicazione”.
Misurando il PAR durante tutto l’esperimento e la resa della lattuga al momento del raccolto, i ricercatori hanno scoperto che il modulo con trasparenza del 10% presentava i valori più bassi sia in termini di PAR che di peso fresco della lattuga. I valori PAR variavano da 43,75 a 52,34 micromol/m2-s, mentre il peso fresco variava da meno di 1 g a 15 g. Il modulo con trasparenza dell’80% ha prodotto i risultati più favorevoli, con valori PAR compresi tra 70,31 e 117,19 micromol/m2-s e peso fresco compreso tra 34 e 424 g. Il peso fresco medio della lattuga raccolta dal trattamento di controllo era di 417 g con un valore PAR di 129,69 micromoli/m2s.
Sulla base di questi risultati, il team ha testato la fattibilità della coltivazione di lattuga sotto pannelli fotovoltaici in quattro mercati europei. Sono stati esaminati la Germania, dove la normativa prevede che il raccolto mantenga almeno il 66% della sua resa; la Francia, dove i raccolti devono mantenere il 90% della loro resa; l’Italia, dove è fissata una copertura massima del terreno da parte dei pannelli fotovoltaici pari al 40%; e la Repubblica Ceca, dove è consentito coprire solo il 10% del terreno con pannelli fotovoltaici.
“Uno dei risultati più sorprendenti è stato il grado in cui le politiche agrivoltaiche potrebbero influenzare le decisioni sull’uso del suolo e l’adozione complessiva”, ha affermato Jamil. “I nostri risultati indicano che la progettazione dei sistemi fotovoltaici e la configurazione dei moduli non solo influenzano direttamente la resa dei raccolti, ma hanno anche implicazioni più ampie sul modo in cui i responsabili politici potrebbero incentivare o limitare l’integrazione agrivoltaica, sottolineando il ruolo fondamentale della progettazione delle politiche nel massimizzare sia la produzione energetica che quella alimentare”.
I risultati dello studio hanno indicato che il requisito minimo di resa potrebbe essere fissato al 70%. Ciò significa che la politica tedesca sembra essere la più coerente con i dati disponibili per massimizzare i benefici dell’agrivoltaico riducendo al minimo gli svantaggi.
“Ancora più importante, i responsabili politici dovrebbero prendere in considerazione l’uso di mandati dinamici con un ciclo di revisione, ovvero di almeno 5 anni, per garantire l’allineamento delle politiche con l’evoluzione delle tendenze tecnologiche e delle pratiche agricole”, hanno concluso gli accademici.
I loro risultati sono stati presentati in “Photosynthetically active radiation complexities in agrivoltaic policy mandates: Insights from controlled environment yields under semitransparent photovoltaics”, pubblicato sul Journal of Cleaner Production.
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