Agrivoltaico, smart farming e irrigazione di precisione: per un’agricoltura più redditizia e sostenibile

Agrivoltaico: energia pulita e agricoltura possono convivere

Con l’espressione “agrivoltaico” ci riferiamo, sostanzialmente, ad un sistema integrato di pannelli fotovoltaici e colture, in un determinato fondo agricolo. Ma non è la semplice coabitazione di due mondi separati, l’agricoltura e la produzione elettrica: è, piuttosto, un approccio che punta a massimizzare l’uso del suolo, combinando in modo intelligente la produzione agricola con quella energetica. A seconda delle colture e del contesto, oggi è possibile adottare configurazioni molto diverse: dai pannelli sopraelevati in stile pergola, ai sistemi verticali tra i filari, fino alle soluzioni laterali che offrono ombreggiamento e protezione.

L’obiettivo è triplice: produrre energia pulita direttamente in campo, riducendo l’uso di fonti fossili e i costi di approvvigionamento; mantenere – e in alcuni casi migliorare – la produttività agricola grazie alla protezione parziale che i pannelli forniscono contro le temperature estreme, la siccità o gli eventi atmosferici intensi; integrare il reddito agricolo con la vendita di energia alla rete nazionale.

L’agrivoltaico in Italia 

Nel corso degli anni, numerosi studi e interventi legislativi, in Italia e all’estero, hanno cercato di fornire un quadro scientifico e normativo a quello che noi oggi chiamiamo, appunto, agrivoltaico. In generale, tutte le determinazioni disponibili circa l’impatto di questi impianti ha fatto sì che, partendo dalla definizione stessa di cosa si intente in Italia con l’espressione “agrivoltaico”, di definissero le dimensioni minime e massime per l’installazione, la produzione in termini di kWh, le colture più o meno adatte alla presenza contestuale dei pannelli.

In Italia,  secondo il dettato della L.egge 108/2021, possono definirsi impianti ago-voltaici quelli che: <<adottino soluzioni integrative innovative con montaggio di moduli elevati da terra, anche prevedendo la rotazione dei moduli stessi, comunque in modo da non compromettere la continuità delle attività di coltivazione agricola e pastorale, anche consentendo l’applicazione di strumenti di agricoltura digitale e di precisione>>. Inoltre, la stessa legge sottolinea che devono essere dotati di <<sistemi di monitoraggio che consentano di verificare l’impatto sulle colture, il risparmio idrico, la produttività agricola per le diverse tipologie di colture e la continuità delle attività delle aziende agricole interessate>>.

Produrre e immettere energia sulla rete elettrica nazionale, magari intercettando finanziamenti e agevolazioni fiscali, potrebbe consentire una valida integrazione di economie per i fondi agricoli, che al netto dell’investimento iniziale, si sostanzierebbe in un risparmio sui costi di coltivazione – grazie all’utilizzo diretto dell’energia – e in un guadagno dovuto alla vendita al GSE della quota eccedente.

Nelle linee guida del MASE rilasciate nel 2022, si evidenzia che la redditività di un’azienda agricola italiana, secondo i dati della RICA (Rete di Informazione Contabile Agricola), resta ancora molto variabile e dipendente da numerosi fattori – territoriali, strutturali, organizzativi. Le aziende del Nord presentano in media livelli di produttività e redditività più alti rispetto a quelle del Centro e del Sud, ma i dati confermano che le imprese specializzate in ortofloricoltura, viticoltura, frutticoltura e allevamenti granivori o bovini da latte tendono a generare margini maggiori per ettaro e per unità di lavoro.

Proprio in questi ambiti ad alta intensità produttiva, l’adozione di impianti agrivoltaici integrati con irrigazione a goccia e sensoristica smart può contribuire in modo sostanziale a migliorare gli indici di produttività netta, agendo sulla variabile spesso più critica: il costo energetico.

Secondo i dati RICA, l’energia incide in media per oltre il 20% dei costi variabili aziendali, con punte che raggiungono il 30% in alcune filiere zootecniche. In particolare, per le aziende che si approvvigionano in modo autonomo dell’acqua per irrigazione – ad esempio da pozzi aziendali – i costi energetici per il sollevamento rappresentano una voce pesante nel bilancio operativo.

L’installazione di un sistema agrivoltaico può intervenire in modo diretto su questo punto critico: non solo alimentando con energia solare le pompe di irrigazione, ma anche permettendo il riutilizzo dell’acqua piovana raccolta dalla superficie dei pannelli, attraverso sistemi di convogliamento e stoccaggio. È una doppia leva: meno energia da acquistare, più risorsa idrica da recuperare (che poi andrà distribuita in modo corretto).

In definitiva, il quadro normativo oggi non solo consente, ma incentiva le aziende agricole a intraprendere questo percorso. E lo fa riconoscendo l’innovazione tecnologica (nel documento del Mase in particolare si fa riferimento alla strategicità dell’”agricoltura di precisione”) come elemento centrale per accedere agli incentivi del PNRR, migliorare la redditività aziendale e contribuire agli obiettivi ambientali nazionali ed europei.

Perché l’irrigazione a goccia è il partner ideale dell’agrivoltaico

In un contesto sempre più fragile come quello attuale, la gestione della risorsa idrica rappresenta una delle sfide centrali dell’agricoltura contemporanea. Si tratta di una tema presente già nella letteratura sul tema dell’agrivoltaico, declinato in larga parte nella possibilità di recuperare e indirizzare all’irrigazione l’acqua piovana che scorre sui pannelli.  Con tutta evidenza, al di là dello stoccaggio di una certa quantità di acqua piovana, sarà poi il metodo di irrigazione a fare la differenza.

In questo scenario, l’irrigazione di precisione – in particolare quella a goccia, anche in subirrigazione (SDI), unita al complesso delle automazioni che oggi la rendono davvero più efficiente – rappresenta la tecnologia che più di tutte può dare una risposta al cambiamento climatico e migliorare la produttività dei campi.

L’acqua viene erogata esattamente dove serve e nella quantità necessaria, riducendo al minimo gli sprechi. Questo si traduce in un risparmio idrico che può arrivare fino al 50%* rispetto ai metodi tradizionali (leggi a proposito: https://www.mdpi.com/2073-4441/16/15/2206), ma anche in una gestione più efficiente dei fertilizzanti, meno problemi di stress idrico per le piante e una qualità del raccolto più stabile.

Inoltre, il metodo irriguo a goccia non bagna i pannelli, diversamente da come accade con il sistema ad aspersione. In questo modo, si evita la formazione del calcare e il deposito dei bicarbonati presenti nelle acque irrigue (soprattutto se provenienti da pozzo) che possono a lungo andare ridurre l’efficienza del fotovoltaico.

Integrando i sistemi Irritec con la produzione fotovoltaica in loco, è possibile alimentare pompe, sensori, valvole, stazione meteo e programmatori direttamente con l’energia solare. L’intero impianto diventa così autosufficiente, riducendo i costi energetici e di gestione e contribuendo alla transizione ecologica del settore.

Le colture più adatte e le configurazioni più efficaci

Non tutte le coltivazioni rispondono allo stesso modo alla combinazione di ombreggiamento e riduzione dell’irraggiamento diretto. Le colture orticole a foglia larga, come lattuga, bietola e cavoli, beneficiano dell’ombreggiamento leggero offerto dai pannelli, che riduce lo stress termico nei mesi più caldi. Anche le piante aromatiche e officinali – basilico, rosmarino, salvia – si adattano bene, mantenendo alta la qualità anche con una minore radiazione solare diretta.

Nel caso delle colture arboree, come vite e olivo, le configurazioni verticali o rialzate consentono di integrare agevolmente le strutture agrivoltaiche senza interferire con la meccanizzazione agricola. In alcuni contesti – come la cerealicoltura irrigua o la rotazione grano-leguminose – si studiano e progettano oggi soluzioni in subirrigazione combinate con pannelli laterali bifacciali, che riducono l’evaporazione e sfruttano anche la riflessione della luce dal terreno. 

È interessante notare com recenti studi abbiano dimostrato che l’ombreggiamento moderato – tipico dei sistemi con pannelli laterali o bifacciali – riduce l’evapotranspirazione fino al 20–40% e migliora l’umidità del terreno.

Ma c’è una possibilità ulteriore per i nostri impianti fotovoltaici in agricoltura, cioè l’installazione di pannelli sulle serre. Questi impianti – anche detti “serre fotovoltaiche” – presentano notevoli vantaggi:

• si può usare la stessa struttura delle serre per installare i pannelli sopra le colture in atto;
• non richiedono autorizzazioni speciali;
• evitano, durante l’estate, la distribuzione di vernici che aumentino l’opacità dei film plastici oppure la realizzazione di sistemi ombreggianti (costituiti da reti) per ridurre la luminosità interna e proteggere le colture;
• tale sistema rende autonomo al punto di vista energetico l’intero complesso serricolo.

Progettazione integrata: irrigazione a goccia e impianto agrivoltaico

La progettazione di un impianto di irrigazione a goccia parte sempre da un’analisi agronomica e morfologica del terreno e della coltura. È necessario considerare, inoltre, la fonte di approvvigionamento idrico (pozzo aziendale, invaso, rete consortile o raccolta piovana), il tipo di coltura da irrigare, la tessitura del suolo, la conformazione orografica dell’area e l’estensione della superficie coltivata.

Questi elementi consentono di definire il corretto dimensionamento dell’impianto e di scegliere le soluzioni più adatte: dal sistema di filtrazione, alle tubazioni principali, fino alla tipologia di ala gocciolante e di gocciolatore (portata, passo, pressione di esercizio).

In fase progettuale vengono integrate anche tutte le componenti di automazione: dalle centraline di controllo alle elettrovalvole, dai sensori di umidità del suolo alle stazioni agrometeo, che permettono di ottimizzare la programmazione irrigua in funzione dei dati raccolti in campo. È proprio a questo livello che la progettazione dell’impianto agrivoltaico si interseca con quella irrigua: la disposizione dei pannelli, l’ombreggiamento prodotto e il passaggio dei mezzi agricoli devono essere coerenti con la disposizione delle ali gocciolanti, delle linee di distribuzione e dei dispositivi di controllo.

L’integrazione tra le due progettazioni permette di massimizzare l’efficienza agronomica, idrica ed energetica: ad esempio, alimentando il sistema con l’energia fotovoltaica prodotta in campo, oppure sfruttando la superficie dei moduli per la raccolta e il convogliamento delle acque piovane. La sinergia progettuale tra irrigazione e agrivoltaico, dunque, non è solo possibile, ma strategica e determinante.

Per ottenere maggiori informazioni o supporto alla progettazione degli impianti di irrigazione, magari all’interno di un investimento agrisolare, è possibile entrare in contatto con i tecnici e i consulenti di Irritec sono a vostra disposizione.