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L'acqua e i watt fanno il vino: coltivazione di bacche con il fotovoltaico e un ciclo dell'acqua chiuso - moduli fotovoltaici trasparenti soluzioni solari di BaWü

Il sistema Agri-PV per vari tipi di frutti di bosco ha circuiti completamente chiusi per l'acqua e i nutrienti

Il sistema Agri-PV per diversi tipi di frutti di bosco dispone di circuiti completamente chiusi per l'acqua e le sostanze nutritive - Immagine: Fraunhofer ISE | Oliver Hörnle

🌞🍇 Agrifotovoltaico: Una soluzione innovativa per la viticoltura sostenibile

🌿⚡ L'uso agricolo in combinazione con il fotovoltaico, noto anche come Agri-PV, è diventato molto più importante negli ultimi anni. Questo metodo consente di avere un duplice uso dei terreni agricoli, utilizzandoli per la produzione alimentare e allo stesso tempo per generare energia solare. Soprattutto nella viticoltura, queste tecnologie sembrano offrire un modo promettente per affrontare le sfide del cambiamento climatico e garantire i raccolti a lungo termine. L'attenzione si concentra in particolare sul Baden-Württemberg, dove diversi progetti pilota testano e ottimizzano l'uso dell'Agri-PV in viticoltura.

L’idea dell’agri-fotovoltaico non è nuova. Il concetto è stato sviluppato già nel 1981 dal professor Adolf Goetzberger, fondatore del rinomato Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare (ISE). La sua visione era quella di installare pannelli solari sulle colture agricole per generare contemporaneamente energia solare e proteggere i raccolti. Fraunhofer ISE stima oggi che l'intero attuale fabbisogno elettrico della Germania potrebbe essere coperto utilizzando il 4% dei terreni agricoli utilizzando solo l'Agri-PV. È tuttavia importante che gli impianti fotovoltaici non occupino più del 15% della superficie agricola per non compromettere l'utilizzo agricolo.

Un ottimo esempio di implementazione di successo dell’agri-fotovoltaico si trova nel Baden-Württemberg nell’ambito del progetto di ricerca “Regione modello Agri-fotovoltaico per il Baden-Württemberg”. Qui l’Istituto statale di insegnamento e ricerca per la viticoltura e la frutticoltura di Weinsberg (LVWO), il Fraunhofer ISE e altri undici partner del progetto stanno lavorando su cinque sistemi pilota Agri-PV. Questi sistemi vengono utilizzati per studiare le interazioni tra la produzione di energia elettrica e la resa agricola in viticoltura. L'anno scorso il ministro dell'Alimentazione, delle aree rurali e della tutela dei consumatori del Baden-Württemberg, Peter Hauk, ha aperto a Heuchlingen un centro di ricerca che testa un sistema agri-PV particolarmente innovativo su vari tipi di frutti di bosco. Questo sistema è caratterizzato dal fatto che utilizza cicli completamente chiusi per l'acqua e le sostanze nutritive per rendere la coltivazione di frutti di bosco e fragole il più efficiente possibile in termini di risorse.

📊 I vantaggi dell'Agri-PV 🌿

Le coperture fotovoltaiche offrono una serie di vantaggi, in particolare per le colture permanenti sensibili alle intemperie come la vite e vari frutti. Protegge le piante dalle condizioni atmosferiche estreme, che si tratti di troppa luce solare, forte pioggia o grandine. Gli studi del Fraunhofer ISE hanno dimostrato che l'uso dell'Agri-PV può ridurre significativamente il fabbisogno di irrigazione delle piante. Inoltre, l'ombreggiamento parziale delle piante migliora il microclima, che ha un effetto positivo sulla crescita delle piante.

Un vantaggio chiave dell’Agri-PV è la riduzione del fabbisogno di irrigazione. Questa proprietà ha un valore inestimabile, soprattutto in tempi di cambiamenti climatici, quando l’acqua sta diventando sempre più una risorsa scarsa. L'ombreggiatura parziale fornita dai pannelli solari aiuta a mantenere il terreno più fresco e umido. Ciò non solo porta a un utilizzo più efficiente dell’acqua, ma anche a una riduzione della perdita d’acqua attraverso l’evaporazione.

Il sistema Agri-PV aiuta anche a proteggere da eventi meteorologici estremi. Ad esempio, le forti piogge, che si verificano sempre più spesso a causa dei cambiamenti climatici, possono avere un impatto grave sui raccolti. I pannelli solari fungono da ulteriore scudo protettivo e riducono l'impatto diretto di forti piogge e grandine sulle piante. Ciò è particolarmente utile per colture delicate come la vite, che possono essere facilmente danneggiate da tali eventi atmosferici.

🌍Modelli di successo provenienti da altri paesi📈

Sebbene l’agri-PV sia ancora agli inizi in Germania, esistono modelli internazionali che dimostrano i vantaggi e l’efficienza di questo metodo. L’agri-PV viene già utilizzato con successo in paesi come Cina, India e Francia. Ad esempio, la Francia ha diversi progetti agro-fotovoltaici su larga scala in cui sono stati installati pannelli solari sui vigneti per massimizzare sia la produzione di energia che i raccolti. Questi progetti hanno dimostrato che l’Agri-PV non solo aiuta a generare energia rinnovabile, ma migliora anche le condizioni di produzione agricola.

⚙️ Sfide e soluzioni tecnologiche 🔧

Nonostante i numerosi vantaggi, ci sono anche sfide da superare quando si implementa l’Agri-PV. Una sfida fondamentale è trovare il giusto equilibrio tra trasmissione della luce e ombre. I pannelli solari devono essere progettati in modo tale da fornire abbastanza luce solare per le piante che crescono sotto di loro, generando allo stesso tempo energia sufficiente. È qui che entrano in gioco i moduli fotovoltaici trasparenti, sviluppati appositamente per l’uso in agricoltura. Questi moduli consentono il passaggio della luce necessaria per la crescita delle piante continuando a generare elettricità.

Un'altra sfida è l'integrazione dei moduli fotovoltaici nell'infrastruttura agricola esistente. Gli impianti devono essere progettati in modo tale da non ostacolare la coltivazione dei campi. Ciò richiede soluzioni innovative nella progettazione e nel posizionamento degli impianti fotovoltaici.

🔭 La prospettiva per la Germania 🌐

La Germania ha il potenziale per trarre enormi benefici dall’Agri-PV. Soprattutto nelle regioni gravemente colpite dai cambiamenti climatici, come le regioni vinicole del Baden-Württemberg e dell’Assia, l’integrazione degli impianti fotovoltaici potrebbe contribuire a garantire i rendimenti agricoli. I progetti pilota in corso forniscono informazioni e dati preziosi che possono aiutare a perfezionare ulteriormente la tecnologia e ad aumentarne l’efficienza.

Gli sviluppi futuri potrebbero includere anche la combinazione dell’agri-PV con altre tecnologie sostenibili, come l’energia eolica o l’uso di impianti di biogas. Tali sistemi integrati potrebbero aumentare ulteriormente l’efficienza energetica e contribuire a un’agricoltura ancora più sostenibile.

🌧️🌱Proteggere le piante da condizioni meteorologiche estreme e ridurre la necessità di irrigazione

L’agrofotovoltaico rappresenta un metodo promettente per utilizzare i terreni agricoli in modo più efficiente e allo stesso tempo contribuire alla transizione energetica. Proteggendo le colture da condizioni meteorologiche estreme e riducendo le esigenze di irrigazione, Agri-PV offre una soluzione sostenibile a molte delle attuali sfide in agricoltura. Mentre la Germania è ancora nella fase di sviluppo e sperimentazione, gli esempi internazionali mostrano già l’enorme potenziale di questa innovazione. Con i giusti finanziamenti e ulteriori ricerche, i sistemi agro-fotovoltaici potrebbero diventare parte integrante dell’agricoltura tedesca nel prossimo futuro e contribuire così sia a garantire la produzione alimentare che a raggiungere gli obiettivi climatici.

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🌿📚 Progetto di ricerca e inaugurazione del primo impianto pilota

🌿💡 Nell'ambito del progetto di ricerca innovativo “Regione modello agrofotovoltaica per il Baden-Württemberg”, l'Istituto statale di insegnamento e ricerca per la viticoltura e la frutticoltura di Weinsberg (LVWO), l'Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare ISE e altri undici partner di progetto stanno lavorando su cinque esemplari Per sviluppare e testare sistemi pilota agro-fotovoltaici nello stato del Baden-Württemberg. Nel maggio 2022, il ministro dell'alimentazione, dello spazio rurale e della tutela dei consumatori del Baden-Württemberg, Peter Hauk, ha inaugurato solennemente il primo di questi sistemi pilota presso la sede di Heuchlingen, una stazione della LVWO. Questo centro di ricerca è caratterizzato da un concetto speciale e sostenibile: combina la coltivazione di un'ampia varietà di bacche con un sistema a circolazione chiusa di acqua e sostanze nutritive per consentire una produzione rispettosa dell'ambiente ed efficiente in termini di risorse.

🌿🔬 Gestione del progetto e definizione degli obiettivi

Il progetto di ricerca “Regione modello agrofotovoltaica per il Baden-Württemberg”, che durerà fino al 2024 compreso, è in gran parte diretto da Fraunhofer ISE e sostenuto dai ministeri regionali per l’ambiente, il clima e l’industria energetica nonché per l’alimentazione, l’agricoltura e il paesaggio. settori e la tutela dei consumatori. Lo scopo del progetto è quello di affermare il concetto di agrofotovoltaico come forma di utilizzo del territorio efficiente in termini di spazio e sostenibile nella regione e, in particolare, promuovere il potenziale nella zona di colture speciali, come frutta e coltivazione delle bacche.

🌿🏞️ Dettagli tecnici dell'impianto pilota

L'impianto pilota di Heuchlingen ha una potenza installata di 113 kilowatt di picco e si estende su una superficie di circa 2.000 metri quadrati. Vari tipi di frutti di bosco, tra cui lamponi, mirtilli, ribes, fragole, uva spina e more, vengono coltivati ​​e ricercati nella coltivazione del substrato in questa zona. Il gruppo di ricerca sta studiando l’influenza del sistema agri-fotovoltaico sulla coltivazione di queste specie di bacche e sta testando l’uso di diversi substrati, con particolare attenzione alle alternative senza e a ridotto contenuto di torba.

🌿💧 Gestione dell'acqua e sostenibilità

Una caratteristica centrale dell'impianto Agri-PV di Heuchlingen è il sistema di circolazione dell'acqua chiuso. In questo sistema l'acqua piovana viene raccolta e immagazzinata in un serbatoio di stoccaggio per poi essere utilizzata, insieme all'acqua dolce, per irrigare le piante. Il liquido in eccesso che fuoriesce dal substrato delle piante di bacche viene raccolto, lavorato e riutilizzato da un sistema ad energia solare. Questo processo consente una significativa riduzione dell’uso di fertilizzanti e allo stesso tempo impedisce ai nutrienti di penetrare nelle acque sotterranee.

🌿🌍 Analisi e obiettivi a lungo termine

L'uso agricolo ed ecologico dell'agrofotovoltaico viene analizzato in modo approfondito nel progetto comune. Verrà esaminato l'effetto sinergico tra la produzione di energia solare e l'agricoltura e verrà chiarito il quadro giuridico per l'implementazione su larga scala della tecnologia. L’obiettivo è far conoscere e sperimentare nella pratica gli impianti fotovoltaici agricoli. Il governo statale vede l’agrofotovoltaico come una risposta orientata al futuro alle sfide dell’agricoltura moderna e del cambiamento climatico.

🌿⚡ Vantaggi dell'Agri-Fotovoltaico

L'agrofotovoltaico combina la produzione di energia rinnovabile e di prodotti agricoli nella stessa area. In questo modo non solo si sfrutta in modo ottimale lo spazio prezioso, ma si producono anche generi alimentari e si ottiene contemporaneamente energia rinnovabile. Si tratta di una soluzione intelligente e sostenibile alle principali sfide del nostro tempo.

🌿🍓 Importanza per il territorio e protezione dalle intemperie

Il paesaggio agricolo del Baden-Württemberg gioca un ruolo centrale nella produzione tedesca di piccoli frutti, con 1.500 ettari di frutti di bosco e 2.200 ettari di fragole. Lo sviluppo e l’implementazione di sistemi agro-fotovoltaici in questa regione potrebbero portare a significativi miglioramenti in termini di sostenibilità ed efficienza. I sistemi Agri-PV offrono vantaggi significativi grazie al loro duplice effetto: produzione agricola e generazione di energia. Gli impianti dotati di sistemi Agri-PV sono inoltre protetti da condizioni meteorologiche estreme come freddo, grandine o luce solare eccessiva. Utilizzando moduli solari è possibile integrare anche reti e altri dispositivi di protezione contro i parassiti, senza che questi riducano il rendimento.

🌿🔋 Utilizzo dell'energia solare

Un altro vantaggio chiave degli impianti Agri-PV a Heuchlingen è l’utilizzo dell’energia solare generata localmente. Ciò non serve solo a fornire un'alimentazione elettrica sostenibile per l'impianto stesso, ma supporta anche l'intero LVWO (Istituto statale di formazione e ricerca per la viticoltura e la frutticoltura): l'impianto Agri-PV di circa 1.000 metri quadrati può fornire una parte significativa dell'energia Il fabbisogno elettrico di LVWO è coperto in modo sostenibile e rispettoso del clima. In tempi di prezzi elevati dell’energia e di difficoltà nell’approvvigionamento, questo è un altro aspetto positivo di questo impianto pilota”.

🌿💦 Il sistema di circolazione dell'acqua e i suoi vantaggi

I circuiti idrici chiusi dell'impianto Agri-PV di Heuchlingen contribuiscono in modo significativo all'efficienza e alla sostenibilità. L’acqua piovana viene sistematicamente raccolta, immagazzinata e utilizzata per l’irrigazione. L'acqua di irrigazione in eccesso che si accumula nel substrato viene riciclata e riutilizzata. Questo processo non solo migliora l’efficienza delle risorse, ma previene anche la contaminazione delle acque sotterranee da parte di nutrienti in eccesso. Questi approcci innovativi non sono solo vantaggiosi per l’ambiente, ma offrono anche applicazioni pratiche per gli agricoltori, consentendo loro di ridurre i costi operativi pur essendo più rispettosi dell’ambiente.

🌿🔍 Un progetto per il futuro

Il progetto “Regione modello agrofotovoltaica per il Baden-Württemberg” può quindi fungere da modello per futuri sistemi agricoli efficienti sia dal punto di vista energetico che agricolo. Il successo e la valutazione continui di questi impianti pilota possono contribuire a promuovere un’agricoltura sostenibile e rispettosa dell’ambiente in Germania e oltre. Attraverso ricerche mirate e tecnologie innovative, viene dimostrato come la produzione agricola e la produzione di energia rinnovabile possano andare di pari passo per superare le sfide del cambiamento climatico garantendo al tempo stesso un approvvigionamento alimentare sostenibile.

🌿🌞 Un contributo alla sostenibilità globale

L’interazione tra la produzione di energia solare e l’agricoltura attenta al risparmio delle risorse aiuta a realizzare la visione di un futuro sostenibile. I risultati del progetto “Regione modello agrofotovoltaica per il Baden-Württemberg” potrebbero essere rivoluzionari per un passaggio globale verso un’agricoltura equilibrata dal punto di vista ecologico ed economico. Questo approccio innovativo dimostra che è possibile coniugare la produzione alimentare con il crescente bisogno di energie rinnovabili e dare così un contributo decisivo alla risoluzione delle sfide globali.

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🌞🔋 Moduli fotovoltaici trasparenti: soluzioni solari innovative per agri-PV, parcheggi solari e pergole urbane

📚📚 Lo sviluppo e l'integrazione delle energie rinnovabili hanno fatto rapidi progressi negli ultimi anni. Particolare attenzione è rivolta ai moduli fotovoltaici (PV) trasparenti. Queste soluzioni solari innovative non sono solo efficienti e sostenibili, ma anche versatili. Sono ugualmente adatti per impianti fotovoltaici agricoli (Agri-PV), parcheggi solari e pergole solari urbane. Diamo uno sguardo approfondito a queste affascinanti tecnologie e alle loro applicazioni.

🌞 🔍 Fotovoltaico trasparente: una panoramica

I moduli fotovoltaici trasparenti si differenziano dai moduli solari convenzionali per le loro proprietà traslucide. Permettono di sfruttare l'energia solare senza bloccare completamente il passaggio della luce. Ciò è ottenuto attraverso materiali e tecnologie speciali che assorbono parzialmente la luce solare e la convertono in energia elettrica lasciando passare il resto della luce.

🌿🌞 Agri-PV: Sinergia tra agricoltura ed energia solare

L’agri-PV si riferisce all’uso simultaneo di terreni agricoli sia per la produzione alimentare che per la generazione di energia solare. I moduli fotovoltaici trasparenti svolgono un ruolo centrale in questo ambito poiché lasciano passare la luce solare in una quantità ottimale per le piante.

In agricoltura, la disponibilità e la distribuzione della luce sono cruciali per la crescita delle piante. Posizionando strategicamente pannelli fotovoltaici trasparenti sui campi, gli agricoltori possono regolare la luce per garantire condizioni di crescita ottimali. Allo stesso tempo, l'elettricità generata dai moduli può essere utilizzata direttamente nell'azienda agricola o immessa nella rete elettrica. Questo duplice uso contribuisce in modo significativo all’efficienza e alla sostenibilità.

Un altro vantaggio dei sistemi Agri-PV è la protezione delle colture da condizioni meteorologiche estreme. I moduli fotovoltaici possono agire come una sorta di scudo protettivo che protegge le piante dalla luce solare intensa, dalla grandine o dalla pioggia battente. Ciò non solo migliora i raccolti, ma riduce anche il rischio di danni ai raccolti e aumenta la resilienza agricola alle fluttuazioni climatiche.

🚗🔋 Parcheggi solari: molto più che un semplice parcheggio

I parcheggi solari sono sistemi multifunzionali che hanno acquisito sempre più importanza negli ultimi anni. Coprire i parcheggi con moduli fotovoltaici non solo genera energia aggiuntiva, ma crea anche vantaggi pratici per gli utenti. I veicoli sono protetti dalle intemperie e lo spazio viene utilizzato in modo efficiente.

I moduli fotovoltaici trasparenti offrono in questo caso un vantaggio particolare. Le loro proprietà traslucide assicurano che le aree sottostanti non siano completamente oscurate. Ciò crea un ambiente piacevole e sicuro per gli utenti del parcheggio aumentando la visibilità e la sensazione generale di apertura.

I parcheggi solari contribuiscono anche a ridurre l’effetto isola di calore urbana. Le superfici in cemento e asfalto immagazzinano e riflettono il calore, determinando temperature più elevate nelle aree urbane. Installando pannelli fotovoltaici su queste superfici, parte dell'energia solare viene immediatamente convertita in elettricità, riducendo la quantità di calore assorbito e riflesso, contribuendo così a rinfrescare l'ambiente.

Inoltre, questi sistemi sono ideali per integrare stazioni di ricarica per veicoli elettrici. L’energia solare generata può essere utilizzata direttamente per caricare i veicoli, riducendo ulteriormente la dipendenza dall’energia fossile e riducendo l’impronta di carbonio. Ciò è particolarmente vantaggioso nelle aree urbane dove lo spazio è limitato e l'uso multifunzionale è particolarmente importante.

Adatto a:

🌇🌞 Pergole solari urbane: l'estetica incontra la sostenibilità

Le pergole solari urbane stanno diventando sempre più popolari nelle aree urbane. Queste strutture combinano funzioni estetiche e pratiche fornendo ombra e generando energia solare. I moduli fotovoltaici trasparenti sono particolarmente adatti perché lasciano passare la luce naturale e creano comunque una piacevole ombreggiatura.

Nei centri urbani, questi pannelli solari vengono spesso utilizzati nei parchi pubblici, nelle piazze o sulle terrazze sul tetto come soluzioni innovative per la generazione di energia. Integrare i pannelli solari in eleganti pergolati non solo abbellisce il paesaggio urbano, ma contribuisce anche alla transizione energetica.

Un vantaggio significativo dei moduli fotovoltaici trasparenti nelle strutture urbane è la loro capacità di rendere gli edifici e altre strutture autosufficienti dal punto di vista energetico. Immagina un centro città in cui ogni edificio pubblico, piazza e area di traffico sia alimentato da energia solare. Ciò potrebbe contribuire in modo significativo a ridurre il consumo energetico urbano da fonti fossili.

Non va trascurato nemmeno l’aspetto sociale. Le pergole solari offrono alle persone che vivono nelle aree urbane luoghi protetti dove soggiornare e rilassarsi. Tali iniziative non solo promuovono l'uso delle energie rinnovabili, ma anche la consapevolezza e l'accettazione delle tecnologie solari tra la popolazione.

Adatto a:

🏛️🔋 Integrazione in strutture esistenti

Nonostante i numerosi vantaggi, i moduli fotovoltaici trasparenti devono affrontare anche alcune sfide. Uno degli ostacoli maggiori è l’integrazione di questi sistemi nelle strutture esistenti. L'installazione di moduli fotovoltaici trasparenti richiede una stretta collaborazione tra architetti, urbanisti ed esperti di energia per garantire che i requisiti estetici, funzionali e tecnici siano soddisfatti equamente.

Tuttavia, i benefici a lungo termine superano gli aspetti negativi. Il futuro appartiene ai moduli fotovoltaici trasparenti, sia in agricoltura, nei parcheggi o nelle aree urbane. La loro vasta gamma di usi e le migliori condizioni ambientali che creano hanno un valore inestimabile. Attraverso l’innovazione continua e gli investimenti in ricerca e sviluppo, la tecnologia sta diventando sempre più efficiente ed economicamente vantaggiosa.

In conclusione, i moduli fotovoltaici trasparenti rappresentano una soluzione chiave alle sfide del moderno approvvigionamento energetico. Integrando l'energia solare in modo esteticamente gradevole e funzionalmente efficace, aiutano a soddisfare il nostro fabbisogno energetico in modo sostenibile abbellendo l'ambiente circostante.

Il futuro dell’approvvigionamento energetico non risiede solo nella ricerca di soluzioni efficienti ed economiche, ma anche di soluzioni che si adattino armoniosamente alla nostra vita quotidiana. I moduli fotovoltaici trasparenti sono un ottimo esempio di come le tecnologie innovative possano farci avanzare su questa strada.

Adatto a:

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