L’agrovoltaico può migliorare la conservazione dell’acqua in Africa

Un team di ricerca internazionale ha valutato i benefici dell’installazione di sistemi agrovoltaici in Kenya e Tanzania.

“Nonostante l’enorme potenziale del fotovoltaico in Africa orientale e le urgenti necessità di sicurezza alimentare, il potenziale dell’agrivoltaico nella regione non era stato esplorato. Non solo, ma alcuni dei nostri risultati differiscono notevolmente da altri studi condotti altrove, come in Europa, soprattutto a causa delle differenze climatiche”, ha dichiarato a pv magazine l’autore corrispondente (corresponding author) della ricerca, Richard Randle-Boggis. “Siamo rimasti sorpresi nel vedere come il mais si sia comportato bene, non solo perché ci aspettavamo rese inferiori sotto l’ombra dei pannelli solari, ma perché è una coltura così importante per la regione”.

“Abbiamo anche riscontrato che un maggior numero di colture è sopravvissuto sotto i pannelli durante un periodo caldo, indicando potenzialmente che l’agrivoltaico potrebbe proteggere le colture dalle condizioni climatiche più difficili previste per il futuro”, ha aggiunto Randle-Boggis. Il team si aspettava di risparmiare sull’uso dell’acqua, ma vedere che si traduce in “più raccolto per goccia”, con alcune colture che producono rese più elevate pur utilizzando meno irrigazione, “è stata una scoperta davvero entusiasmante”.

Il documento di ricerca “Harvesting the sun twice: Energy, food and water benefits from agrivoltaics in East Africa” (Raccogliere il sole due volte: benefici per l’energia, il cibo e l’acqua dall’agrivoltaico in Africa orientale), disponibile su Renewable Sustainable Energy Reviews, afferma che la ricerca sui benefici dell’agrivoltaico sul nesso cibo-energia-acqua è attualmente carente nell’Africa subsahariana.

Il documento di ricerca (research paper) presenta i dati relativi alla produzione di elettricità, alle prestazioni delle colture, all’irrigazione e ai parametri ambientali raccolti dai due sistemi: un array off-grid da 36,6 kW situato a Morogoro, nella Tanzania orientale, presso la sede dell’organizzazione agricola Sustainable Agriculture Tanzania (SAT); e un array collegato alla rete elettrica da 62,1 kW situato a Isinya, nel Kenya meridionale, presso la sede dell’azienda agricola Latia Agribusiness Solutions (LAS).

Entrambi gli impianti sono stati sollevati a 3 metri dal suolo e hanno una densità di pannelli del 50%. Ciascuno di essi è dotato di moduli solari da 345 W collegati a gruppi di tre, con un’inclinazione di 10 gradi verso nord, scelta, secondo il documento, per consentire un sufficiente deflusso dell’acqua e ridurre l’imbrattamento dei pannelli. È stato installato un sistema di raccolta dell’acqua piovana con grondaie ai bordi inferiori dei pannelli solari per convogliare l’acqua piovana e l’acqua di pulizia dei pannelli in serbatoi di stoccaggio, che integrano i sistemi di irrigazione centralizzati esistenti.

Tra giugno 2022 e maggio 2023, il sistema tanzaniano ha generato 12,55 MWh di elettricità, che secondo i ricercatori equivale a un risparmio di 5.310 dollari all’anno rispetto all’elettricità della rete nazionale tanzaniana. In Kenya, il sistema ha generato 30,13 MWh, pari al 56% dell’elettricità consumata annualmente dalla LAS. I ricercatori affermano che si tratta di un risparmio di 5.725 dollari rispetto al prezzo della rete, ma aggiungono che, se utilizzato appieno, il sistema potrebbe generare risparmi superiori a 18.000 dollari.

I ricercatori hanno analizzato otto tipi di crescita delle colture nel sito della Tanzania e quattro tipi di crescita delle colture in Kenya. Alcune colture, come il mais, le bietole e i fagioli, hanno prosperato sotto il sistema agrivoltaico, ma il documento di ricerca afferma che anche quelle che hanno avuto rese inferiori hanno comunque generato i ritorni economici previsti per la regione.

La sopravvivenza delle colture durante i periodi caldi è migliorata con il sistema agrivoltaico. Anche l’ombreggiatura dei pannelli ha contribuito alla maggiore resa di alcune colture e ha aiutato a ridurre la domanda di irrigazione, mentre la raccolta dell’acqua piovana dal deflusso dei pannelli ha ulteriormente ridotto il fabbisogno di irrigazione. L’ombra ha anche contribuito a ridurre le perdite d’acqua dovute all’evaporazione.

“Ombreggiando le colture con i pannelli solari, abbiamo creato un microclima che ha aiutato alcune colture a produrre di più, ma anche a sopravvivere meglio alle ondate di calore e l’ombra ha aiutato a conservare l’acqua, un aspetto cruciale in una regione gravemente minacciata dai cambiamenti climatici”, ha dichiarato la professoressa Sue Hartley, autrice senior dello studio.

Nelle sue conclusioni, il documento di ricerca afferma che l’agrivoltaico, sia esso collegato alla rete elettrica o off-grid, può rispondere contemporaneamente a molteplici obiettivi di sostenibilità in Africa orientale, contribuendo alla sicurezza energetica, alla produzione alimentare resistente ai cambiamenti climatici e alla conservazione dell’acqua nella regione. “Questa tecnologia potrebbe quindi offrire vantaggi significativi ai governi e ai responsabili delle decisioni che cercano di ottimizzare gli investimenti nello sviluppo per ottenere il massimo impatto”, aggiunge il documento.

Ma sottolinea anche che alcuni risultati dello studio contrastano con quelli emersi dalle ricerche esistenti sull’agrivoltaico nelle regioni temperate. “È importante ricordare che una taglia non va bene per tutti”, ha dichiarato il dottor Richard Randle-Boggis, autore principale dello studio. “Dobbiamo adattare questi sistemi a luoghi specifici, soprattutto nei climi caldi e secchi”.

Il team di ricerca internazionale è stato guidato dall’Università di Sheffield in collaborazione con il Center for International Forestry Research e World Agroforestry e l’Università dell’Arizona.

“Nel complesso, abbiamo dimostrato che l’agrivoltaico può apportare benefici ai sistemi alimentari, energetici e idrici dell’Africa orientale”, ha dichiarato Randle-Boggis. In prospettiva, la ricerca continuerà a studiare le condizioni economiche e regionali dell’agrivoltaico. “Ora che abbiamo dimostrato le prestazioni alimentari, energetiche e idriche dell’agrivoltaico nella regione, il prossimo passo sarà quello di comprendere l’economia completa di questi sistemi e determinare modelli commerciali praticabili per sostenere l’adozione della tecnologia. Stiamo anche cercando di capire dove l’agrivoltaico potrebbe essere meglio posizionato all’interno della regione, per aiutare a guidare il processo decisionale”, ha detto Randle-Boggis.

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