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Agrivoltaico I broccoli crescono bene sotto i pannelli solari magenta

Fonte: Cell Press 4 min Tempo di lettura

Secondo uno studio sul campo condotto in Svezia, i pannelli solari semitrasparenti di colore magenta hanno generato energia elettrica consentendo al contempo ai broccoli di raggiungere dimensioni simili a quelle delle piante coltivate in piena luce solare. Le colture hanno sfruttato la luce solare in modo più efficiente, ma hanno impiegato 25 giorni in più per maturare, evidenziando un compromesso per i sistemi agrivoltici.

Broccoli che crescono sotto pannelli solari colorati e semitrasparenti presso il sito sperimentale della fattoria Kärrbo Prästgård in Svezia.(Fonte: Silvia Ma Lu)
Broccoli che crescono sotto pannelli solari colorati e semitrasparenti presso il sito sperimentale della fattoria Kärrbo Prästgård in Svezia.
(Fonte: Silvia Ma Lu)

Uno studio pubblicato il 2 ottobre sulla rivista “Cell Reports Physical Science” di Cell Press ha rilevato che piantare i broccoli sotto pannelli solari di colore magenta ha aiutato le piante ad assorbire la luce solare in modo più efficiente rispetto a quelle coltivate all’aperto. Gli scienziati hanno utilizzato pannelli solari semitrasparenti su misura per generare elettricità, potenziando al contempo le lunghezze d’onda della luce blu e rossa per favorire la crescita dei broccoli. Le colture coltivate con questi pannelli hanno mostrato un aumento di 4,5 volte nell’efficienza con cui hanno utilizzato la luce solare e, alla fine, sono cresciute fino a raggiungere le dimensioni dei broccoli tradizionali, sebbene abbiano impiegato 25 giorni in più per maturare. I pannelli solari rappresentano uno strumento potenziale per gli agricoltori per raccogliere energia rinnovabile mantenendo al contempo le rese delle colture.

«Il concetto di base è piuttosto semplice», afferma l’autrice Silvia Ma Lu dell’Università di Mälardalen a Västerås, in Svezia. «I pannelli solari utilizzano parte della luce solare in entrata per generare energia elettrica rinnovabile, consentendo al contempo che una parte della luce raggiunga le colture che crescono al di sotto di essi. L’obiettivo più ampio è quello di verificare se la luce solare possa essere utilizzata in modo più efficiente, destinando diverse porzioni dello spettro solare alla crescita delle colture e alla produzione di energia elettrica.»

L'utilizzo di pannelli solari convenzionali nei campi agricoli consente agli agricoltori di produrre energia elettrica rinnovabile su terreni dove è già disponibile ampio spazio, proteggendo al contempo le colture dall'esposizione eccessiva alla luce solare e da condizioni meteorologiche estreme quali grandine o forti piogge. Tuttavia, poiché i pannelli convenzionali di colore blu scuro sono in genere opachi, possono creare troppa ombra, riducendo la resa di alcune colture — un problema che i pannelli semitrasparenti e colorati possono contribuire a mitigare.

«Non esiste un unico modello di impianto agrivoltaico che funzioni in modo ottimale ovunque», afferma Ma Lu. «Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere come le diverse colture reagiscano alle diverse configurazioni dei sistemi e alle condizioni climatiche e per progettare impianti in grado di conciliare la produzione agricola con la generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili».

Per portare avanti questa ricerca, Ma Lu e i suoi colleghi hanno deciso di concentrarsi sui broccoli, una coltura altamente nutriente, popolare in tutto il mondo e particolarmente adatta al clima del loro sito sperimentale, situato in un’azienda agricola in Svezia. I ricercatori hanno realizzato due sistemi di 20 metri per 20 metri costituiti da pannelli solari semitrasparenti di colore magenta con diversi livelli di trasparenza, che consentivano a quantità variabili di luce solare di raggiungere le piante coltivate al di sotto. In un terzo appezzamento di terreno, le piante di broccoli erano completamente esposte al sole.

Durante tutta la stagione di crescita del 2024, il team ha confrontato i broccoli presenti in ciascuna parcella, monitorando le condizioni ambientali, tra cui la temperatura dell’aria, l’umidità relativa e l’umidità del suolo, nonché la resa del raccolto, la composizione nutrizionale e l’efficienza fotosintetica delle piante.

“Uno dei risultati più interessanti è stato constatare quanto le prestazioni dei broccoli fossero simili nei due sistemi di pannelli solari, nonostante i diversi livelli di trasparenza”, afferma Ma Lu, sottolineando che i pannelli solari con una maggiore densità di celle fotovoltaiche sono in grado di produrre più elettricità. “Tuttavia, questi risultati sono specifici delle nostre condizioni sperimentali e dovrebbero essere convalidati nel corso di ulteriori stagioni di coltivazione e con diverse configurazioni di sistema.”

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I sistemi testati in questo studio sono prototipi di ricerca, ha aggiunto, ed è necessaria ulteriore ricerca su scala più ampia e nell’arco di più stagioni di coltivazione. Se la tecnologia venisse estesa su larga scala per uso commerciale, l’elettricità generata dalle colture potrebbe, in linea di principio, alimentare le attività agricole quali l’irrigazione, i macchinari o i sistemi di raffreddamento e stoccaggio, oppure potrebbe essere immessa nella rete elettrica. Ciò potrebbe ridurre le bollette elettriche degli agricoltori e persino fornire loro una fonte di reddito aggiuntiva.

Ma Lu e i suoi colleghi hanno già iniziato a valutare più approfonditamente i pannelli magenta, oltre a quelli rossi e blu, sottoponendoli a test in condizioni di laboratorio controllate, senza interferenze da parte della luce non filtrata dai pannelli.

«Configurazioni simili al nostro prototipo potrebbero attualmente essere adatte ad applicazioni su scala ridotta, come gli orti comunitari, o all’integrazione nei tetti delle serre, piuttosto che a un’immediata implementazione su vaste aree agricole», afferma Ma Lu.

Articolo originale: Valutazione della produttività del terreno con pannelli fotovoltaici a film sottile in CdTe colorato semitrasparente e coltivazione di broccoli in sistemi agrivoltaici; Cell Reports Physical Science; DOI:10.1016/j.xcrp.2026.103555

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