Come la pendenza del terreno influenza la fattibilità dell’agrivoltaico

Un gruppo di ricercatori dell’Università Federale di Rio de Janeiro (UFRJ) in Brasile ha sviluppato un quadro di riferimento per valutare l’idoneità del suolo all’agrivoltaico, evidenziando che pendenze inferiori al 15% offrono le condizioni più equilibrate per la realizzazione degli impianti.

“I sistemi agrivoltaici hanno un grande potenziale, non solo perché permettono di utilizzare lo stesso terreno per la produzione di energia e cibo, ma anche perché migliorano la resilienza ai cambiamenti climatici”, ha dichiarato a pv magazine José Luiz Gouvêa Gasparini, autore corrispondente dello studio. “Diversi studi hanno analizzato questi aspetti, ma la capacità dei sistemi agrivoltaici di adattarsi a diverse pendenze del terreno è ancora poco esplorata. Il nostro lavoro teorico cerca di colmare questo divario”.

“Paesi come la Cina hanno installato impianti fotovoltaici su terreni scoscesi, sfruttandoli per la produzione di energia nonostante i limiti agricoli imposti dalla pendenza o dalle condizioni climatiche. Tuttavia, la maggior parte delle ricerche sui sistemi agrivoltaici, sia sperimentali sia commerciali, riguarda aree pianeggianti o leggermente inclinate”, ha aggiunto Gasparini. “La letteratura esistente definisce le condizioni limite per la capacità dei terreni agricoli, influenzate da vari fattori, tra cui la pendenza, determinante per la conservazione del suolo. Anche le strutture di supporto dei pannelli variano per altezza, disposizione e quantità di luce intercettata, incidendo sul rendimento complessivo degli impianti”.

Vuoi saperne di più sulle sfide che le aziende EPC europee e italiane stanno affrontando nella realizzazione di impianti agrivoltaici?

Partecipa alla sessione tecninca di pv magazine in lingua inglese Dual harvest, double trouble: Tackling EPC barriers in agrivoltaics design che si terrà al KEY – The Energy Transition Expo di Rimini il prossimo 5 marzo.

Esperti del settore condivideranno approfondimenti sulle attuali tecnologie agrivoltaiche, sulle principali scelte progettuali e sui principali ostacoli alla standardizzazione e alla scalabilità dei progetti a duplice uso in Europa e in Italia, comprese le problematiche EPC specifiche per ogni regione.

Il ricercatore ha spiegato che nei sistemi agrivoltaici i vincoli legati all’uso del suolo, all’idoneità agricola e alla capacità del terreno influenzata dalla pendenza diventano limitazioni prima ancora che i vincoli tecnici incidano sulla generazione fotovoltaica.

“In altre parole, è tecnicamente possibile installare strutture agrivoltaiche su terreni con pendenze superiori al 30%? Sì, a patto di accettare costi di installazione più elevati e adottare soluzioni ingegneristiche compatibili con pratiche di gestione del suolo in grado di prevenire il degrado del terreno. Tuttavia, in base al valore dell’energia prodotta e delle colture coinvolte, questa opzione potrebbe risultare economicamente non sostenibile”, ha sottolineato Gasparini.

Nello studio “Soil suitability and technical-construction criteria for slope classification in agrivoltaic systems,” pubblicato sulla rivista scientifica Solar Energy, il team brasiliano ha analizzato tre intervalli di pendenza considerati più adatti all’agrivoltaico: fino al 5%, dal 5% all’11% e dall’11% al 38%, con l’obiettivo di definire una tipologia tecno-agronomica applicabile a diversi contesti geografici.

Per ciascun intervallo, i ricercatori hanno valutato il grado di limitazione, la suscettibilità all’erosione, i vincoli di meccanizzazione e l’idoneità agricola. Hanno osservato che pendenze tra il 15% e il 20% risultano marginali per la coltivazione, a causa del maggiore rischio di erosione e della ridotta possibilità di utilizzo di macchinari. I terreni più ripidi, invece, sono generalmente più adatti al pascolo, alla silvicoltura o a scopi di conservazione, come habitat per la fauna selvatica, attività ricreative e stoccaggio dell’acqua.

I ricercatori sottolineano inoltre che l’aumento della pendenza comporta un incremento sia dei costi di installazione sia di quelli operativi degli impianti solari, in particolare oltre determinati limiti. Angoli più ripidi richiedono maggiori interventi di movimento terra e comportano rischi di instabilità del suolo, aumentando le spese di ingegneria civile. Anche pendenze superiori al 4% possono necessitare di significativi lavori di livellamento e drenaggio, incidendo sull’efficienza complessiva del progetto. Per questi motivi, investitori e sviluppatori tendono a privilegiare terreni pianeggianti.

Il team ha analizzato 30 studi scientifici, classificandone i risultati in base a criteri tecnici e alla capacità di utilizzo del suolo. È emerso che i limiti di pendenza accettabili per i sistemi fotovoltaici a terra variano dal 3% al 70%. Tuttavia, il 63% degli studi individua soglie inferiori al 15%, privilegiando aree con maggiore potenziale agricolo e un minor rischio di erosione. Pendenze superiori al 25% sono generalmente associate a vincoli significativi per l’agricoltura e la meccanizzazione, pur restando tecnicamente sfruttabili per la produzione di energia se i sistemi fotovoltaici sono progettati specificamente per terreni scoscesi.

“Questo quadro integrato mostra che, oltre alla fattibilità energetica, la sostenibilità dei sistemi agrivoltaici dipende dalla loro compatibilità con l’uso agricolo esistente o potenziale del suolo”, spiegano gli autori. “Gli studi analizzati, basati su valutazioni multicriterio a livello paesaggistico, evidenziano che la pendenza non costituisce una barriera assoluta, ma un criterio strategico per selezionare le tipologie e le configurazioni di sistemi agrivoltaici più adatte a ciascun contesto territoriale”.

Le ricerche indicano inoltre che le aree con pendenze comprese tra il 15% e il 30%, considerate condizionatamente idonee, possono rimanere produttive se vengono adottate soluzioni ingegneristiche e pratiche di gestione del suolo volte a prevenire il degrado. In questi contesti, dove l’agricoltura convenzionale presenta limiti, i sistemi agrivoltaici verticali risultano particolarmente adatti, soprattutto sui pascoli naturali.

“Studi futuri che coinvolgano impianti agrivoltaici installati su siti sperimentali con diverse pendenze potrebbero contribuire a convalidare le tipologie proposte e migliorare la comprensione dei limiti tecnici, economici e agronomici dei sistemi agrivoltaici su terreni in pendenza”, conclude Gasparini.

I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.