Come integrare l’agricoltura meccanizzata con l’agrivoltaico

Un team di ricerca internazionale ha studiato come l’agricoltura meccanizzata possa essere combinata con l’agrivoltaico e ha scoperto che la chiave del successo è un processo di progettazione congiunta, olistico e specifico per ogni azienda agricola.

“La nostra ricerca affronta l’integrazione della meccanizzazione agricola nella progettazione dei sistemi agrivoltaici”, ha dichiarato a pv magazine l’autore principale, Yuri Bellone. “Evidenzia come una pianificazione precoce della manovrabilità dei macchinari sia fondamentale per evitare la perdita di terreni coltivabili e garantire la redditività della componente agricola dei progetti agrivoltaici”.

“Abbiamo analizzato la sfida spesso sottovalutata di sviluppare sistemi agrivoltaici in cui la meccanizzazione agricola è un requisito essenziale”, ha aggiunto. “Trascurare una strategia di meccanizzazione adeguata può ridurre lo spazio disponibile, ostacolare la manovrabilità dei macchinari e comportare significative perdite di terreni coltivabili. Quando il terreno non può essere lavorato efficacemente con macchinari standard, ad esempio per la lavorazione del suolo o la raccolta delle colture, la redditività dell’attività agricola all’interno del sistema agrivoltaico ne risente negativamente”.

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Nello studio “Agricultural mechanization in agrivoltaic systems: Challenges, adaptation, and possible advancements“, pubblicato nella rivisita scientifica Renewable and Sustainable Energy Reviews, gli scienziati hanno evidenziato gli aspetti specifici da valutare prima di progettare un impianto agrivoltaico, se si vuole garantire in modo efficiente la continuità dell’attività agricola.

“Se da un lato i sistemi agrivoltaici mirano a incrementare la sostenibilità agricola, sia economica sia ambientale, dall’altro dividono il terreno in settori delimitati dalle file fotovoltaiche. Ogni settore funziona come un’unità indipendente, definita dal tipo di impianto agrivoltaico, con vincoli spaziali variabili”, ha spiegato Bellone. “Di conseguenza, la lunghezza orizzontale, ovvero lo spazio disponibile per la semina e la lavorazione del terreno, e l’altezza libera verticale all’interno di ciascun settore diventano fattori progettuali fondamentali. Una delle principali criticità è che i macchinari e gli attrezzi agricoli sono molto variabili e generalmente progettati per l’agricoltura in pieno campo, non per i percorsi vincolati generati dagli impianti agrivoltaici.”

Per affrontare questo problema, gli agricoltori devono pianificare la flotta meccanizzata in funzione dell’intera rotazione colturale prevista per la specifica azienda.

“Questa pianificazione diventa complicata quando si ricorre a terzisti, che potrebbero impiegare macchinari non perfettamente adatti a garantire la massima efficienza all’interno di ogni impianto agrivoltaico”, ha sottolineato Bellone. “Tuttavia, la ricerca individua delle eccezioni, come i macchinari progettati per la viticoltura e i sistemi a spalliera, che possono adattarsi a impianti agrovoltaici più densi.”

I ricercatori hanno inoltre osservato che, con pannelli fotovoltaici ampiamente distanziati, le sole zone cuscinetto possono comportare una perdita di terreno fino al 30%. Inoltre, le operazioni meccanizzate risultano meno efficienti, con un’efficienza stimata intorno al 45%, a causa di velocità ridotte e di uno scarso allineamento tra larghezza dei macchinari e spazio disponibile.

Gli esperti raccomandano di allineare i percorsi dei macchinari alla disposizione dell’impianto fotovoltaico, piuttosto che all’orientamento naturale del campo. “Non esiste una soluzione universale per tutte le configurazioni agrivoltaiche. La strategia ottimale per la meccanizzazione dipende da una complessa interazione tra fotovoltaico, scala aziendale, scelta delle colture, macchinari disponibili, disponibilità di terzisti e capacità di investimento”, hanno spiegato.

Hanno anche osservato che la standardizzazione dei progetti rimane difficile a causa dell’eterogeneità delle macchine agricole, e che la stessa progettazione dell’impianto può influire su consumi di carburante e costi operativi. Ad esempio, il consumo può aumentare a causa di inefficienze operative, come maggiori sovrapposizioni e svolte frequenti, dato che negli impianti agrovoltaici si utilizzano spesso attrezzi più stretti rispetto ai campi aperti.

Guardando al futuro, gli scienziati intendono studiare soluzioni per migliorare l’efficienza operativa e i consumi energetici delle macchine nei sistemi agrovoltaici. “I progressi nelle tecnologie di agricoltura di precisione, tra cui macchinari guidati da GPS e software di pianificazione ottimizzata dei percorsi, sono promettenti per mitigare i vincoli operativi identificati”, hanno concluso.

Il team di ricerca comprende ricercatori dell’Università di Mälardalen in Svezia, dell’Università Cattolica del Sacro Cuore e del Consiglio per la ricerca agraria e l’economia (CREA) in Italia.

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