Un gruppo di scienziati dell’SRM Institute of Science and Technology in India ha confrontato le prestazioni di un impianto agrivoltaico di piccole dimensioni con quelle di un impianto fotovoltaico su tetto monofacciale e bifacciale, scoprendo che l’impianto agrivoltaico aveva un costo energetico livellato (LCOE) più basso e un tempo di ammortamento più breve.
“I nostri risultati si applicano a tutti i luoghi e a tutti i mercati”, ha dichiarato a pv magazine l’autore della ricerca, Manikandan Sundararaj. “Tuttavia, il rapporto terra-equivalente (LER) dipende dalle condizioni climatiche locali e dal tipo di coltura praticata sotto i pannelli fotovoltaici. Se la coltura adatta viene ottimizzata in base alla posizione e alle condizioni climatiche locali, senza dubbio l’agrivoltaico sarà molto vantaggioso”.
L’impianto sperimentale comprendeva un pannello fotovoltaico bifacciale da 195 W e un modulo solare monofacciale da 200 W, entrambi montati su un tetto a 1 m di altezza, con un passo di 2 m tra di loro e un’albedo del 17,013%. Inoltre, comprendeva un impianto agrivoltaico da 4,3 kW posizionato a un’altezza di 4 m dal suolo e basato su pannelli monofacciali.
“Tutti i pannelli erano orientati a sud con una pendenza pari all’angolo di latitudine”, hanno specificato i ricercatori. “È stato utilizzato un data logger basato su Arduino per misurare sia la corrente che la tensione in uscita”.
Nella sua analisi, il gruppo ha preso in considerazione la temperatura dei pannelli, la produzione di energia, il LER, il costo livellato dell’elettricità (LCOE), il periodo di ammortamento e l’affidabilità. È emerso che il sistema agrivoltaico ha una produzione di energia superiore del 12,7% e un’efficienza energetica superiore del 4,4% rispetto alle controparti su tetto. Ciò è dovuto al microclima sotto il sistema agrivoltaico, che riduce la temperatura di esercizio dei pannelli di 6-8 °C.
Gli studiosi hanno anche scoperto che l’impianto agrivoltaico ha un LER di 1,85. “Il LER è un indicatore corretto per confrontare i sistemi agrivoltaici e quelli convenzionali”, ha detto Sundarajai. “Se il LER del sistema agrivoltaico è superiore a 1, il sistema agrivoltaico sarà migliore, perché il sistema agrivoltaico fornisce una resa agricola insieme a una resa energetica dalla stessa superficie”.
L’analisi ha anche mostrato che il sistema agrivoltaico ha un LCOE di 0,039 dollari/kWh e un tempo di ritorno di 6 anni, rispetto a 0,046 dollari/kWh e un tempo di ritorno di 7,56 anni per il sistema bifacciale convenzionale e 0,048 dollari/kWh e un tempo di ritorno di 7,25 anni per il sistema monofacciale convenzionale.
“I risultati del tempo medio tra i guasti (MTBF) mostrano che i sistemi agrivoltaici sono molto affidabili, con un MTBF di 40,21 anni rispetto a 32,31 e 31,81 anni per i pannelli monofacciali e i sistemi bifacciali, rispettivamente”, hanno dichiarato gli scienziati, sottolineando che questo valore descrive il tempo medio tra i guasti del sistema.
“L’integrazione delle colture sotto l’impianto fotovoltaico non solo ha aumentato la produzione di energia, ma ha anche contribuito a migliorare l’affidabilità complessiva del sistema agrovoltaico, ponendolo come una soluzione convincente ed economicamente vantaggiosa per il problema acqua-cibo-energia”, hanno concluso.
I risultati sono disponibili nello studio “Agrophotovoltaics: enhancing solar land use efficiency for energy food water nexus”, pubblicato su Renewable Energy Focus.
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