Agrifotovoltaico: come l'agricoltura e l'energia solare stanno plasmando il futuro

Tutti parlano dell'agrivoltaico, e per una buona ragione. Questa tecnologia innovativa combina il meglio dei due mondi: La produzione di energia pulita e rinnovabile e la coltivazione di terreni agricoli. Ma cosa si nasconde esattamente dietro il termine agro-fotovoltaico? Come funziona esattamente e quali sono i vantaggi di questa soluzione? In questo articolo completo scoprirete tutto quello che c'è da sapere sull'agrifotovoltaico, dai dettagli tecnici alle condizioni economiche e legali.

Se siete un agricoltore che vuole utilizzare la propria terra in modo più efficiente o semplicemente volete saperne di più sul futuro della produzione di energia sostenibile, rimanete sintonizzati: sarete sorpresi dalle possibilità!

Cos'è l'agrifotovoltaico (agri-PV)?

L'agrifotovoltaico, noto anche come agri-PV o agrifotovoltaico, descrive l'uso simultaneo di terreni agricoli per la produzione di energia solare e di prodotti agricoli. Ciò si ottiene attraverso l'installazione di sistemi agro-fotovoltaici che collocano le celle solari direttamente sopra il terreno agricolo. A differenza delle fattorie solari convenzionali, che spesso bloccano grandi aree per l'uso esclusivo come fonte di energia, l'Agri-PV offre un "doppio uso" del terreno. Ciò significa che è possibile coltivare piante e generare energia sugli stessi metri quadrati.

Questo concetto può sembrare inizialmente fantascientifico, ma oggi è già una realtà. Numerosi progetti pilota in tutto il mondo dimostrano che la tecnologia funziona - e con risultati impressionanti.

L'origine e lo sviluppo dell'agrivoltaico

L'idea di base dell'agrivoltaico non è del tutto nuova. Le prime idee su come integrare i moduli solari nei terreni agricoli per massimizzare l'uso del suolo sono state prese in considerazione già negli anni '80. Tuttavia, a quel tempo la tecnologia era ancora in fase di sviluppo. Tuttavia, a quel tempo la tecnologia non era ancora abbastanza avanzata da offrire soluzioni pratiche. Ci sono voluti diversi decenni prima che il progresso tecnologico trasformasse in realtà la visione del doppio utilizzo del terreno.

Negli ultimi dieci anni, la tecnologia Agri-PV ha fatto un enorme balzo in avanti. Progetti pilota promettenti sono stati realizzati in paesi come la Germania, la Francia, il Giappone e gli Stati Uniti, dimostrando non solo la fattibilità ma anche la convenienza economica. L'agrofotovoltaico è ora considerato una delle tecnologie più promettenti per superare la crisi energetica e alimentare globale.

Come funziona l'agrifotovoltaico?

Il funzionamento dei sistemi agro-fotovoltaici è in realtà piuttosto semplice da comprendere. Fondamentalmente, sopra il terreno agricolo vengono installati dei moduli solari, che possono essere montati in modo permanente o flessibile nel loro orientamento. I moduli sono posizionati in modo tale da consentire il passaggio della luce alle piante sottostanti, catturando allo stesso tempo una quantità di luce solare sufficiente a generare elettricità.

Esistono diverse varianti della tecnologia Agri-PV:

1. Moduli statici: Sono montati in modo permanente e di solito si trovano a un'altezza da 2 a 5 metri dal suolo. L'altezza garantisce che le macchine agricole possano lavorare sotto i moduli senza problemi.
2. Moduli regolabili: Questi moduli possono adattarsi al sole e alle esigenze dell'agricoltura. Possono essere controllati in modo da generare il massimo dell'elettricità o da fornire alle piante un'incidenza luminosa ottimale.
3. Moduli semitrasparenti: Questi moduli sono progettati specificamente per consentire il passaggio della luce in modo uniforme. Sono particolarmente utili per le piante che preferiscono l'ombra parziale, in quanto bloccano solo una parte della luce solare.

I moduli possono essere controllati con diverse tecnologie, da semplici impostazioni manuali a sistemi automatizzati all'avanguardia che funzionano in base ai modelli meteorologici e ai cicli delle colture.

Come si definisce l'agrifotovoltaico?

La distinzione tra i sistemi agro-fotovoltaici e i tradizionali sistemi solari a terra non è sempre ovvia a prima vista, poiché entrambe le tecnologie utilizzano moduli solari in aree aperte. Per evitare abusi e confusioni, sono state sviluppate linee guida e standard chiari che definiscono ciò che costituisce un vero sistema agro-fotovoltaico. Queste definizioni sono contenute nella norma DIN SPEC 91434, sviluppata da un ampio consorzio di aziende, agricoltori, organizzazioni di ricerca e associazioni.

La DIN SPEC 91434 fornisce specifiche precise su come l'uso agricolo principale deve essere mantenuto nonostante l'installazione di moduli solari. L'obiettivo principale di questo standard è garantire che la produzione agricola non svolga solo una funzione di alibi per ricevere sussidi, ma venga effettivamente mantenuta. Solo se la produzione agricola è garantita per tutto il tempo, un impianto può essere considerato un vero e proprio sistema agri-PV.

Mentre la norma DIN SPEC 91434 si concentra principalmente sulla coltivazione di colture, nel giugno 2023 è stata pubblicata la norma supplementare DIN SPEC 91492, che definisce requisiti specifici per l'allevamento di animali nei sistemi agri-PV. Questa estensione dimostra che l'agrivoltaico offre una soluzione promettente non solo per la coltivazione delle piante, ma anche per l'allevamento del bestiame. Insieme, le due norme creano un insieme completo di regole che garantiscono l'armonizzazione dell'uso agricolo e della produzione di energia solare.

Due categorie di sistemi agri-PV

La norma DIN SPEC 91434 distingue due tipi principali di impianti agrivoltaici, che si differenziano per il tipo di coltivazione e di utilizzo del terreno:

Categoria 1: Sistemi ad elevata elevazione

Questi impianti sono caratterizzati da un design sopraelevato, in cui i moduli solari sono montati su scaffalature che consentono la coltivazione direttamente sotto i moduli. Ciò significa che le macchine agricole possono operare sotto gli impianti senza essere ostacolate. Questo tipo di installazione è particolarmente efficiente perché la perdita di terreno è minima: la percentuale di terreno agricolo utilizzabile bloccata dalle strutture non deve superare il 10%.

Categoria 2: Coltivazione tra le file di moduli

In questo caso, i moduli solari sono disposti in file in modo che i lavori agricoli possano essere eseguiti solo tra le file di moduli. Questo tipo di sistema è spesso realizzato con tavoli per moduli o sistemi verticali sopraelevati. La flessibilità di questi sistemi è un vantaggio, ma occupano più spazio dei sistemi verticali. L'area persa in questa categoria può arrivare al 15% dell'area totale del progetto.

Efficienza nell'uso del suolo

Un'altra importante specifica della norma DIN SPEC 91434 riguarda l'efficienza dello sfruttamento agricolo. Per garantire che l'uso agricolo principale non risenta dell'installazione degli impianti solari, dopo la costruzione di un impianto agrivoltaico deve essere generato almeno il 66% della resa di riferimento sull'area totale del progetto. Ciò significa che la produttività del terreno agricolo deve essere ampiamente mantenuta anche dopo l'installazione dei moduli solari.

Queste norme e standard assicurano che l'agrivoltaico non sia solo una tecnologia per la generazione di elettricità, ma che sostenga anche l'uso agricolo. Promuovono un utilizzo equilibrato dei terreni che serve sia alla produzione di energia che all'approvvigionamento alimentare.

Protezione contro gli abusi

Un altro aspetto fondamentale della norma DIN SPEC 91434 è la protezione contro gli abusi. L'obiettivo è quello di evitare che gli impianti fotovoltaici convenzionali montati a terra vengano dichiarati come impianti agrovoltaici per ricevere sussidi e sovvenzioni. Queste severe linee guida garantiscono che solo i progetti che vengono effettivamente utilizzati per scopi agricoli e non solo come pretesto per ottenere benefici finanziari sono considerati agrivoltaici.

Questa chiara demarcazione e i requisiti dettagliati delle norme DIN SPEC 91434 e DIN SPEC 91492 garantiscono che gli impianti agrivoltaici diano un contributo reale al duplice uso del territorio e soddisfino gli obiettivi di sostenibilità in agricoltura e nella produzione di energia.

I vantaggi dell'agrivoltaico

L'agrivoltaico offre una serie di vantaggi importanti sia per gli agricoltori che per l'ambiente. Vediamo in dettaglio i principali vantaggi:

Doppio utilizzo del terreno

Uno dei maggiori vantaggi della tecnologia Agri-PV è il doppio utilizzo del terreno. In molte regioni del mondo, i terreni agricoli scarseggiano e la competizione per le risorse fondiarie è in aumento. Con l'agrivoltaico, gli agricoltori possono sia generare energia che continuare le loro attività agricole tradizionali. Soprattutto nelle regioni densamente popolate, dove i terreni agricoli sono limitati, il doppio utilizzo rappresenta un vantaggio decisivo.

Aumento dei rendimenti in agricoltura

Un vantaggio sorprendente dell'agri-PV è che può effettivamente portare a un aumento dei rendimenti in agricoltura. Installando i pannelli solari, si ottiene una certa ombra sulle colture sottostanti. Questo può essere particolarmente vantaggioso nei climi caldi e soleggiati, dove le piante spesso soffrono a causa dell'intensa luce solare. I pannelli solari proteggono le piante dal calore estremo e allo stesso tempo producono energia. Gli studi hanno dimostrato che piante come pomodori, bacche e lattuga crescono meglio sotto i moduli che senza. I moduli possono anche fornire protezione da condizioni meteorologiche estreme, come grandine o pioggia battente.

Contributo alla protezione del clima

La combinazione di agricoltura ed energia rinnovabile offre un contributo significativo alla protezione del clima. Da un lato, i moduli solari generano energia pulita e rinnovabile, riducendo le emissioni di gas serra. Dall'altro lato, il terreno agricolo rimane produttivo, il che significa che non è necessario utilizzare altro terreno per la produzione di energia. La riduzione dell'impermeabilizzazione dei terreni è un punto di forza per la tutela dell'ambiente, in quanto promuove la biodiversità e previene la perdita di habitat naturali.

Possibili usi e applicazioni dell'agrivoltaico

Le possibili applicazioni dell'agrivoltaico sono diverse e spaziano dalle piccole aziende agricole alle operazioni agricole su larga scala. La tecnologia può essere utilizzata in quasi tutti gli ambienti agricoli, dai vigneti ai pascoli e ai campi di grano.

Utilizzo in diverse colture

Uno dei maggiori punti di forza dei sistemi agrivoltaici è la loro versatilità. I moduli solari possono essere installati su diverse colture. Alcune colture, come la lattuga, gli spinaci e i frutti di bosco, traggono particolare beneficio dalle condizioni di ombra parziale create dai moduli. Nei climi più caldi, i moduli offrono un'ottima protezione dall'eccessiva luce solare e contribuiscono a ridurre il fabbisogno idrico delle piante, in quanto l'evaporazione è ridotta dall'ombra.

Tuttavia, i sistemi possono essere utilizzati anche per colture più robuste come grano, mais e soia. Anche se in questo caso l'attenzione è meno rivolta alla protezione dal sole, il vantaggio del doppio utilizzo rimane. In alcuni casi, i pascoli per il bestiame possono anche essere combinati con i moduli solari.

Esempi di applicazione in tutto il mondo

In tutto il mondo esistono già progetti pilota di successo che dimostrano i vantaggi dell'agrivoltaico. Gli esempi sono numerosi, soprattutto in Paesi come il Giappone, la Francia e la Germania. In Giappone le risaie vengono integrate con moduli solari, mentre in Francia le aziende vinicole utilizzano questa tecnologia per migliorare la qualità dell'uva. Anche in Germania ci sono molti approcci promettenti, come il progetto "AgroPV", in cui i frutti di bosco vengono coltivati sotto i moduli solari. Questi progetti dimostrano non solo che l'Agri-PV funziona, ma anche che è economicamente conveniente.

Condizioni quadro economiche e legali

Finanziamento e opzioni di finanziamento

Il finanziamento di un impianto agrivoltaico può essere una sfida, poiché l'investimento iniziale è elevato. Tuttavia, esistono numerose opportunità di finanziamento a livello statale. Molti governi, soprattutto nell'UE, offrono sussidi e sovvenzioni speciali per la costruzione di impianti fotovoltaici. Anche la tariffa di alimentazione, ossia la remunerazione dell'energia solare immessa nella rete pubblica, è un incentivo a investire in questa tecnologia.

Inoltre, esistono modelli di finanziamento privati e cooperazioni con aziende energetiche disposte a investire in questi impianti. Per gli agricoltori, questa può essere un'ulteriore fonte di reddito, in quanto possono non solo vendere i loro prodotti agricoli, ma anche trarre profitto dalla produzione di energia.

Dall'ottobre 2021, l'Agenzia federale per le reti elettriche ha introdotto ulteriori requisiti per le aree destinate a impianti solari speciali, che comprendono anche l'agrivoltaico. Questi requisiti regolano quali aree sono ammissibili per gli impianti sovvenzionati dall'EEG. Gli impianti solari speciali sono quelli costruiti su terreni arabili che non sono torbiere e in cui le colture vengono effettuate contemporaneamente sulla stessa area.

Il cosiddetto Pacchetto Solare 1, entrato in vigore nel maggio 2024, ha apportato ulteriori modifiche al finanziamento EEG. Questi nuovi regolamenti stabiliscono che gli impianti agrivoltaici che rientrano nella norma DIN SPEC 91434 sono ammissibili al finanziamento, a condizione che soddisfino i requisiti specifici. Un'altezza minima di 2,10 metri si applica agli impianti sopraelevati dove è possibile la coltivazione sotto i moduli. Gli impianti solari a montaggio verticale che rientrano nella categoria 2 devono avere un'altezza minima di 0,80 metri.

Non è ancora stato chiarito se anche gli impianti agrivoltaici regolabili con inseguimento, montati su uno o due pali, potranno beneficiare dei sussidi EEG. Il Ministero Federale dell'Economia sta attualmente lavorando a una modifica della Legge sull'Industria Energetica che tenga conto di questi sistemi.

Procedura di autorizzazione e aspetti legali

I requisiti legali per la costruzione di impianti fotovoltaici variano da Paese a Paese. In molti Paesi esistono normative speciali per gli impianti solari su terreni agricoli. È importante informarsi sulle leggi locali e sulle procedure di autorizzazione prima di costruire un impianto. Spesso è necessario redigere relazioni ambientali e soddisfare determinati requisiti di conservazione della natura. Tuttavia, molti governi stanno cercando di semplificare il processo per promuovere la tecnologia.

Sfide e rischi dell'agrivoltaico

Sfide tecniche

Sebbene l'agrivoltaico offra molti vantaggi, ci sono anche sfide tecniche che devono essere superate. Una delle sfide più grandi è l'integrazione dei moduli solari nell'azienda agricola. I moduli devono essere posizionati in modo da non ostacolare il lavoro nei campi. Anche la manutenzione degli impianti richiede competenze specifiche per garantire il funzionamento ottimale sia delle macchine agricole che degli impianti fotovoltaici.

Accettazione da parte degli agricoltori e della popolazione

Un altro rischio è l'accettazione della tecnologia da parte degli agricoltori e della popolazione. Non tutti sono immediatamente entusiasti dell'idea di installare moduli solari sopra i campi. Alcuni agricoltori temono che i moduli influenzino la crescita delle loro colture o che riducano la qualità estetica dei loro campi. A volte la popolazione nutre anche delle riserve riguardo ai cambiamenti del paesaggio. L'educazione e la prova di progetti pilota di successo sono di importanza cruciale in questo caso.

Prospettive future e potenziale dell'agrivoltaico

Il futuro dell'agrivoltaico sembra promettente. Con l'aumento dei prezzi dell'energia, la crescente domanda di energia rinnovabile e la necessità di utilizzare i terreni agricoli in modo più efficiente, la tecnologia svolgerà un ruolo sempre più importante nei prossimi anni. Si prevede che la tecnologia si sviluppi ulteriormente e venga utilizzata in un numero sempre maggiore di Paesi e regioni.

L'Agri-PV offre un enorme potenziale, soprattutto nei Paesi con climi caldi dove l'agricoltura soffre molto il sole. Tuttavia, la tecnologia può anche svolgere un ruolo importante nel rendere l'agricoltura più sostenibile ed efficiente nelle regioni più fredde.

Conclusione: l'agro-fotovoltaico - una tecnologia con un futuro

L'agrifotovoltaico è più di una semplice tendenza tecnica. Offre una soluzione concreta a due delle sfide più urgenti del nostro tempo: garantire l'approvvigionamento alimentare e produrre energia pulita. Grazie al duplice uso dei terreni, al miglioramento delle rese agricole e al contributo alla protezione del clima, l'Agri-PV potrebbe diventare una tecnologia chiave per lo sviluppo sostenibile. Se siete agricoltori o semplicemente interessati alle energie rinnovabili, è il momento di dare un'occhiata più da vicino all'agrifotovoltaico. Il futuro inizia oggi!