Storicamente l'utilizzo di pannelli fotovoltaici sulle serre è stato un flop. Il numero di strutture realizzate con questa tecnologia non è mai decollato e molti agricoltori sono tornati indietro una volta finiti i benefici dei sussidi pubblici per realizzare questo genere di opere. Tra i motivi dell'insuccesso, quello principale è che la produzione di energia elettrica tramite pannelli fotovoltaici mal si coniuga con una agricoltura redditizia.
Qualcosa però potrebbe cambiare. In commercio esistono infatti dei concentratori solari luminescenti (Lsc) che sono in grado di produrre energia elettrica trattenendo solo una piccola parte della radiazione luminosa che colpisce il pannello stesso.
Un esempio di concentratore solare luminescente presso le serre dell'Università di Torino
(Fonte foto: Università di Torino - Agroinnova)
Produzione in serra ed energia elettrica, si può fare
"Grazie ai concentratori solari luminescenti è possibile coniugare efficacemente le produzioni agricole e quelle di energia elettrica", spiega Massimo Pugliese, ricercatore presso il Centro Agroinnova dell'Università di Torino, la quale partecipa al progetto Help2Grow, finanziato da Regione Piemonte (Por-Fesr). Progetto al quale partecipa anche Glass To Power, spinoff dell'Università degli Studi di Milano Bicocca che ha proprio messo a punto (e brevettato) questi concentratori solari luminescenti.
"Questa nuova tecnologia permette di intercettare una percentuale variabile della radiazione luminosa che colpisce la serra, che può andare dal 30 al 70%. Ovviamente, maggiore è la latitudine minore è la percentuale che potrà essere sottratta, mentre in regioni come la Sicilia si potranno assorbire percentuali maggiori senza tuttavia avere perdite di produzione".
Ma come funziona un concentratore solare luminescente? Gli Lsc sono finestre intelligenti, formate da pannelli semitrasparenti con dei nanomateriali colorati in grado di assorbire e riemettere la luce del sole che viene poi indirizzata lungo i bordi della lastra dove sono presenti delle mini celle solari per la produzione di energia elettrica. Nell'ambito del progetto, Glass to Power ha realizzato dispositivi fotovoltaici con un'efficienza di produzione elettrica tra l'1,5% e il 2,5% e con gradi di trasparenza che variano tra il 30 e il 70%, in grado di mantenere sempre un alto livello di luminosità nel sotto serra.
Oggi queste tecnologie sono già in uso nell'edilizia, visto che edifici di nuova concezione sono proprio ricoperti sia sul tetto che sulle facciate da queste nuove tipologie di pannelli che lasciano passare gran parte della luce e allo stesso tempo producono energia. La sfida ora è quella di trovare la giusta combinazione tra pannello fotovoltaico e coltura sottostante, identificando quelle colture che rispondono meglio al parziale ombreggiamento causato dei pannelli.
Un altro esempio di concentratore solare luminescente
(Fonte foto: Università di Torino - Agroinnova)
Modulare la lunghezza d'onda, una possibilità in più
Un aspetto interessante è rappresentato anche dal fatto di poter selezionare la lunghezza d'onda della radiazione luminosa che si vuole far passare attraverso la schermatura. "Sappiamo infatti che le foglie non utilizzano l'intero spettro luminoso, ma solo alcune lunghezze d'onda che variano a seconda della specie coltivata e dello stadio fenologico in cui si trovano", spiega Pugliese.
"Stiamo dunque studiando quali lunghezze d'onda selezionare per migliorare la crescita della coltura stessa, ma anche per avere un impatto sul fronte della difesa, creando ad esempio condizioni sfavorevoli al proliferare di patogeni fungini".
Un altro esempio di concentratore solare luminescente
(Fonte foto: Università di Torino - Agroinnova)
La sostenibilità economica del progetto
Un aspetto non da poco ovviamente riguarda la convenienza economica di adottare questo genere di soluzioni. Un pannello delle dimensioni di 40 × 40 centimetri produce 1 Watt e dunque una serra di 1 ettaro avrebbe un'ampia superficie produttiva, considerando anche le coperture verticali.
Sull'altro piatto della bilancia bisogna considerare i costi di realizzazione, gli eventuali incentivi e l'utilizzo dell'energia che viene prodotta: se destinata all'autoconsumo (ad esempio per il funzionamento della serra oppure per strutture di conservazione dei prodotti), oppure se viene ceduta in rete.
In definitiva l'aspetto interessante da notare è che rispetto al passato, quando i pannelli fotovoltaici erano scarsamente efficienti, oggi le moderne tecnologie permettono di sviluppare impianti sempre più efficienti, che possono davvero dare il proprio contributo per rendere l'agricoltura più sostenibile.
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