I ricercatori della Western University del Canada hanno testato la crescita delle fragole Delizz sotto pannelli fotovoltaici con diversi livelli di trasparenza.
L’esperimento si è svolto replicando le condizioni esterne di London, in Ontario, e con una misurazione del peso delle fragole appena raccolte, dell’altezza della pianta, del numero di foglie e di fiori. Inoltre, hanno calcolato la quantità di elettricità che l’agrivoltaico per le fragole può produrre in Canada e su scala mondiale.
“L’obiettivo di questo studio era quello di valutare l’impatto di una diversa trasparenza del fotovoltaico sulla resa e sulla crescita delle fragole con moduli a film sottile di tellururo di cadmio (Cd- Te) e di valutare il potenziale dell’agrivoltaico come soluzione sostenibile per la produzione di fragole nei climi settentrionali”, ha dichiarato l’autore corrispondente, Uzair Jamil, a pv magazine. “In particolare, questo è il primo studio sull’agrivoltaico per fragole che stima la resa delle fragole in climi settentrionali utilizzando moduli fotovoltaici in Cd-Te”.
La stanza progettata dal team prevedeva un ciclo di 16 ore di luce e 8 ore di buio. Le temperature diurne sono state mantenute a 25° C, mentre quelle notturne a 19° C, riflettendo il clima estivo medio di London da maggio ad agosto. Per migliorare l’illuminazione naturale sono state utilizzate quattro lampade al sodio ad alta pressione (HPS) da 600 W.
Tutti i pannelli fotovoltaici avevano le stesse misure: lunghezza di 1.200 mm, larghezza di 600 mm e spessore di 7 mm. Si differenziavano per il livello di trasparenza e, quindi, per la potenza nominale massima. Il pannello con il 10% aveva una potenza di 72 W, quello con il 30% di trasparenza di 56 W e quello con il 40% di 58 W. I pannelli con trasparenze del 50%, 60%, 70% e 80% avevano, rispettivamente, una potenza massima nominale di 40 W, 32 W, 24 W e 16 W.
“Sei repliche di piante di fragola sono state coltivate sotto ogni modulo, mentre otto repliche sono state coltivate senza moduli per fungere da controllo, tutte piantate in vasi da 3,8 L”, ha spiegato il gruppo. “Entrambi i gruppi, sperimentale e di controllo, sono stati ospitati nello stesso bioma. Il terreno di coltura per tutte le piante era ProMix BX”.
L’esperimento è iniziato il 20 febbraio 2024 e i dati sono stati raccolti su 112 giorni. Secondo i risultati, il peso medio delle fragole di controllo era di 50,8 g. Il modulo con trasparenza del 10% aveva un peso di 9,5 g, quello con trasparenza del 30% di 15 g, quello con trasparenza del 40% di 25,5 g, quello con trasparenza del 50% di 20 g, quello con trasparenza del 60% di 19,5 g, quello con trasparenza del 70% di 51,7 g e quello con trasparenza dell’80% aveva un peso medio di 30,7 g.
“I risultati indicano che le fragole coltivate con moduli fotovoltaici al 70% di trasparenza hanno mostrato un peso pari al 140,6% del controllo medio”, ha dichiarato il gruppo. “Inoltre, sono stati osservati rendimenti superiori all’80% del controllo con moduli fotovoltaici trasparenti al 40%, 50% e 80%, il che rende il loro impiego legale per le aree in cui la politica agrovoltaica si basa sul mantenimento di un rendimento superiore all’80%”.
Sulla base dei loro dati, gli studiosi hanno condotto un’analisi statistica che ha dimostrato che il tasso di trasparenza influisce sul rendimento di crescita. L’analisi ha rilevato una forte correlazione positiva tra la radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) misurata e il peso fresco delle fragole, con un coefficiente di correlazione di Pearson (r) pari a 0,693. La PAR rappresenta la porzione di luce che le piante utilizzano per la fotosintesi.
Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato i loro risultati e il software SAM (System Advisor Model) per stimare il potenziale di produzione di energia elettrica delle aziende agricole agrivoltaiche di fragole in Canada e nel mondo. Hanno scoperto che il potenziale canadese varia tra 595 GWh e 1.786 GWh l’anno, a seconda del livello di trasparenza dei moduli. Ciò si tradurrà in una riduzione delle emissioni di CO2 compresa tra 65 kilotoni (kt) e 196 kt l’anno. Su scala mondiale, il potenziale elettrico dei campi di fragole è compreso tra 58 TWh e 173 TWh, mentre la riduzione di CO2 è compresa tra 27 Mt e 82 Mt l’anno.
“L’adozione dell’agrivoltaico nel settore canadese delle fragole potrebbe facilitare l’autosufficienza energetica e trasformare il settore in un esportatore netto di elettricità, generando ulteriori entrate per gli agricoltori”, ha concluso il team. “Questi risultati evidenziano i notevoli benefici dell’agrivoltaico, tra cui una maggiore produttività agricola, una significativa produzione di energia pulita, un aumento del reddito degli agricoltori e una riduzione dei prezzi dei prodotti alimentari”.
I risultati sono stati presentati in “Experimental impacts of transparency on strawberry agrivoltaics using thin film photovoltaic modules under low light conditions“, pubblicato su Solar Energy.
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