Un gruppo di ricercatori dell’Université de Lorraine ha analizzato l’impatto degli impianti fotovoltaici a terra sulla crescita delle cosiddette piante iper-accumulatrici in terreni industriali dismessi e contaminati, rilevando che i pannelli solari svolgono una funzione protettiva per le piante, le quali sono in grado di accumulare elementi metallici in tracce (MTE) nelle loro parti aeree e recuperarli per usi industriali.
L’utilizzo di queste piante per il recupero di ambienti antropizzati, come le aree industriali dismesse, è noto come agromining, che rappresenta a sua volta un ramo della fitorisanamento – un approccio basato sulle piante per la bonifica di ambienti contaminati.
«Queste piante sono in grado di assorbire MTE biodisponibili attraverso le radici, per poi traslocarli alle parti aeree dove vengono immagazzinati in forme non tossiche», spiegano gli scienziati, sottolineando che i MTE più comuni presenti nelle aree contaminate sono arsenico (As), cadmio (Cd), rame (Cu), piombo (Pb) e zinco (Zn). «Questo processo è stato ben accolto dall’opinione pubblica e il suo principale vantaggio rimane il basso costo rispetto ai metodi convenzionali di decontaminazione del suolo.»
Il lavoro di ricerca si è concentrato su una particolare specie di pianta iperaccumulatrice nota come Noccaea caerulescens, comunemente utilizzata per l’accumulo di Cd.
L’esperimento è stato condotto a Bourget-du-Lac, nella regione dell’Alvernia-Rodano-Alpi, nella Francia orientale/sud-orientale, e consisteva in un impianto fotovoltaico a terra composto da tre file di moduli fotovoltaici opachi e semi-trasparenti orientati a sud, inclinati a 30° e sollevati di 0,8 m dal suolo. I moduli sono stati installati su strisce distanziate di 11 m per evitare ombreggiature indesiderate. I test sono stati condotti per quattordici settimane, da luglio a novembre 2023.
Gli scienziati hanno utilizzato moduli fotovoltaici da 290 W della tedesca Solarworld e pannelli da 285 W della giapponese Panasonic, denominati rispettivamente OP1 e OP2 per l’esperimento. Inoltre, sono stati impiegati moduli fotovoltaici bifacciali semi-trasparenti da 410 W del produttore cinese Jolywood, denominati ST per l’esperimento.
Il gruppo ha utilizzato termocoppie di tipo T per misurare la temperatura dei moduli fotovoltaici e un sensore per misurare il flusso fotonico fotosintetico (PPF) nello spettro della radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) della copertura vegetale. È stato inoltre utilizzato un anemometro per misurare la velocità del vento, un piranometro per misurare la radiazione globale e un sensore di temperatura dell’aria ambiente protetto dalle intemperie per misurare la temperatura e l’umidità relativa dell’aria.
I test hanno dimostrato che i pannelli solari hanno un impatto positivo nel proteggere le piante dalla radiazione solare “intensa”, con una biomassa vegetale che cresce fino a tre volte di più sotto i pannelli rispetto alle aree di riferimento prive di moduli. Inoltre, le piante cresciute sotto i moduli fotovoltaici hanno mostrato una capacità di conversione efficiente dell’energia solare 18 volte superiore.
«I risultati hanno mostrato che la copertura vegetale parzialmente esposta al sole ha sviluppato potenziali meccanismi di difesa contro la radiazione solare intensa, mentre la copertura vegetale all’ombra dei moduli fotovoltaici ha ricevuto una protezione ottimale, favorendone lo sviluppo», hanno dichiarato gli scienziati. «Pertanto, raccomandiamo di coltivare la Noccaea caerulescens all’ombra di moduli fotovoltaici opachi durante i periodi di intensa radiazione solare.»
Hanno inoltre rilevato che l’evapotraspirazione delle piante, grazie al suo effetto rinfrescante, potrebbe contribuire a migliorare le prestazioni dei moduli fotovoltaici di circa il 18%, soprattutto in condizioni di forte soleggiamento. «Raccomandiamo che il fenomeno dell’evapotraspirazione venga preso in considerazione nella modellizzazione termica dei moduli fotovoltaici e nella loro produzione di energia», hanno concluso.
I risultati sono disponibili nell’articolo “What is the optimal configuration for integrating hyperaccumulating plants with photovoltaic systems to enhance plant development and energy production?”, pubblicato di recente su Applied Energy.
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