Cersaa - Centro di Sperimentazione e Assistenza Agricola FV A DUPLICE... · 2015. 5. 12. · -...

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I PANNELLI FOTOVOLTAICI E LE PIANTE

ENTRANO IN COMPETIZIONE

PER LA MEDESIMA FONTE DI ENERGIA

LA LUCE E’ IL FATTORE FONDAMENTALE

PER IL SUCCESSO DELLA COLTURA

La normativa in vigore (IV Conto Energia) impone che la proiezione a terra della copertura fotovoltaica del tetto sia al massimo pari al 50% dell’intera proiezione a terra del tetto.

Scompaiono le installazioni fortemente coprenti:

La quantità di luce presente all’interno degli apprestamenti protetti è molto bassa ed insufficiente per la maggior parte delle coltivazioni

0

10

20

30

40

50

60

70

LATO BASSO 2 m centro 6 m lato alto

Radiazione totale PAR

PAR misurata alle ore 12.00e alle ore 15.00 Giugno, 2011

�mol x s-1 x m-2

ore 15.00

ore 12.00

La quantità

Serre monofalda

La quantità di luce presente all’interno degli apprestamenti protetti è molto bassa ed insufficiente per la maggior parte delle coltivazioni

0

10

20

30

40

50

60

70

LATO BASSO 2 m centro 6 m lato alto

Radiazione totale PAR

Serre a capanna

PAR misurata alle ore 12.00e alle ore 15.00 Giugno, 2011

ore 15.00

ore 12.00

Proiezione a terra della copertura fotovoltaica del tetto (50% dell’intera proiezione a terra dell’impianto FV).

Come interpretare, dal punto di vista costruttivo, la normativa:

50% della superficie in ombra

50% della superficie alla luce

Pannello PV vetro Pannello PV vetro

50% della superficie in ombra

50% della superficie alla luce

Ecco cosa avviene nella realtà

Radiazione solare diretta durante il solstizio estivo a latitudini mediterranee

Radiazione solare diretta durante il solstizio estivo a latitudini mediterranee

SOLUZIONI PRESENTI SUL MERCATO- esigenze delle colture- vincoli impiantistici- caratteristiche costruttive delle serre

Le vie seguite da produttori di pannelli fotovoltaici, da un lato, e dai costruttori di serre, dall’altro sono diverse e in qualche caso hanno raggiunto risultati convergenti:

Produttore di pannelli FV

Produttore di serre

Moduli di dimensioni standard

Dimensioni moduli modificate per le serre

Forma della serra e struttura del tetto standard

Forma della serra e struttura del tetto modificate

Per inserire il FV

Progettazione integrata

Soluzioni per i ricambi d’aria

Strutture luminose

Sistemi per il montaggio rapido dei pannelli

Pannelli “modulari” con le serre

Progettazione estemporanea

L’OBIETTIVO DI UNA PROGETTAZIONE INTEGRATAE’ LA RIDUZIONE DELLE AREE IN OMBRA

Più sono piccoli i coni d’ombra, più rapido è il loro movimento relativo a terra e minore è l’influenza della prolungata mancanza di luce sulle colture che causa:- filatura degli internodi- ingiallimento del fogliame- scarsa qualità della fruttificazione- problemi in fioritura

SerraFotovoltaica 1

Serradi controllo

SerraFotovoltaica 3

Ombraio fotovoltaico

Ombraio convenzionale

Pieno campo

Serra“Manichino”

CASI STUDIO E E RISULTATI SPERIMENTALI

SerraFotovoltaica 2

Serra fotovoltaica 6In progettazione

Impianto a terra

SerraFotovoltaica 4(in progettazione)

PannelliSILICIO

IMPIANTI IN FASE DI SPERIMENTAZIONE E COLLAUDO

PannelliSILICIO

Materiali FVSilicio

ProdottiPannelli FV60% opachi

ProgettazioneIntegrata

Proiezione ombra30%

PannelliSILICIO

Materiali FVSilicio


ProgettazioneIntegrata

Proiezione ombra15%

Ambiente di coltivazione %FV per lastra

%media proiezione a terra

Lunghezza media internodi (cm)

Inseguimento luce solare

Serra 2 30 15 3,8 a No

Serra 2 60 30 5,4 b Si

Serra 3 50 25 4,1 a No

Serra 4 - - 3.8 a No

Lunghezza internodi su piante di garofano (Albenga, Luglio 2011)

Biomassa (g/m2) prodotta da basilico (Albenga, aprile 2011)

Ambiente di coltivazione %FV per lastra

%media proiezione a terra

Biomassa (g/m2) prodotta

Inseguimento luce solare

Serra 2 30 15 1475 a No

Serra 2 60 30 1490 a No

Serra 3 50 25 1515 a No

Serra 4 - - 1495 a No

Valori di PAR misurati (umol/m2s; media dei giorni soleggiati del mese di luglio, 2011)

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 14.00 15.00 16.00

Serra 2 - silicio 60 Serra 2 - silicio 30 Serra Controllo Pieno campo

PannelliCIS

7 mm

IMPIANTI IN FASE DI SPERIMENTAZIONE E COLLAUDO

Materiali FVCIS


ProgettazioneEstemporanea

Proiezione ombra20%

Alcune fasi dell’installazione

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 14.00 15.00 16.00

Serra 3 CIS 50 Serra controllo Pieno campo

Riduzione (%) della PAR nella serra FV rispetto alla serra C: -3%


POINSETTIA – ALTEZZA E LARGHEZZA CHIOMA DELLE PIANTE

02/1

1/20

10

03/1

1/20

10

04/1

1/20

10

05/1

1/20

10

06/1

1/20

10

07/1

1/20

10

08/1

1/20

10

09/1

1/20

10

10/1

1/20

10

Serra C

Serra FV

0,005,00

10,0015,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

Serra C Serra FV

18/1

0/20

1020

/10/

2010

22/1

0/20

1024

/10/

2010

26/1

0/20

10

28/1

0/20

10

30/1

0/20

10

01/1

1/20

10

03/1

1/20

10

05/1

1/20

10

07/1

1/20

10

09/1

1/20

10 Serra CSerra FV

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

Serra C Serra FV

Larghezza chioma

Altezza chioma

*

**

*

**

POINSETTIA

Percentuale di piante mostranti i ciazi in via di apertura

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

02/11

/201

004

/11/2

010

06/11

/201

008

/11/2

010

10/11

/201

012

/11/2

010

14/11

/201

016

/11/2

010

18/11

/201

020

/11/2

010

22/11

/201

024

/11/2

010

26/11

/201

028

/11/2

010

30/11

/201

002

/12/2

010

04/12

/201

006

/12/2

010

08/12

/201

010

/12/2

010

12/12

/201

014

/12/2

010

16/12

/201

0

Serra FV Serra C

CRISANTEMO

Serra CSerra FV

04/10/2010

26/10/20100,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

Crisantemo - Lunghezza internodi (mm)

**

**

CRISANTEMO

Serra C

Serra FV S1

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

Crisantemo - Lunghezza peduncoli fiorali (cm)

***

CRISANTEMO

7,50

8,00

8,50

9,00

9,50

10,00

Serra FV Serra C

Percentuale piante confiori in antesi al 01/11/2010

*

**

PannelliCIGS

0,00

500,00

1000,00

1500,00

2000,00

8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 14.00 15.00 16.00

Ombraio CIGS 50 Ombraio di controllo Serra CIGS 50, Serra controllo Pieno campo

Riduzione (%) della PAR negli ambienti FV rispetto a quelli di controllo: -3%


La durata del ciclo colturale sotto la serra CIGS 50 è risultato più breve rispetto alla durata dello stesso sotto la serra convenzionale a campata larga. Al contrario, il peso delle piante è risultato inferiore per quelle allevate sotto l’impianto fotovoltaico. Probabilmente, la piccola riduzione della PAR sotto gli impianti FV ha stimolato la distensione della lamina fogliare più rapidamente che non sotto serra convenzionale.

Lattuga (Lactuca sativa) cv Iceberg Inizio della coltivazione: 28 Aprile, 2011 Trapianto: piante germinate in cubetto di torba allo stadio di 6 foglie Metodo di coltivazione: fuori suolo, su due livelli Durata del ciclo colturale. Il controllo è stato effettuato sulla coltura ogni 5 giorni (Albenga, seconda prova).

Giorni di ciclo colturale Primo piano

Giorni di ciclo colturale Secondo piano

Ombrario convenzionale 50 45

Ombraio CIGS 50 50 45

Serra a campata larga convenzionale 45 50

Serra CIGS 50 30 35

Pieno campo 60 55

Peso (g)/pianta (Albenga, seconda prova).

Peso dopo giorni dal trapianto indicato in tabella precedente

Ombrario convenzionale 112,5 b

Ombraio CIGS 50 115,9 b

Serra a campata larga convenzionale 150,5 ab

Serra CIGS 50 128,8 b

Pieno campo 162,1 a

SINTESI DEI RISULTATI SPERIMENTALI – ANNI 2007 – 2011 (cicli 2-4 mesi da marzo a ottobre)

ColtureCopertura 50%In corpo unico

Copertura 20-30%In corpi separati (Si, CIS)

Copertura 50% In corpi separati (CIGS)

Colture orticole

Zucchino No Si Si

Lattuga Si (difformità prod.) Si (accorciamento ciclo) Si (accorciamento ciclo)

Lattughe da taglio Si (difformità prod.) Si (accorciamento ciclo) Si (accorciamento ciclo)

Fragola No (eccessiva diff.) Si Si

Pomodoro No (eccessiva diff.) Si Si

Colture floricole

Ciclamino No Si Si

Crisantemo NoSi (lieve allungam. Internodi e

anticipo fioritura)Si (lieve allungam. Internodi e

anticipo fioritura)

Poinsettia No Si (lieve ritardo fioritura ciazi) -

Margherita No Si Si

Rosmarino No Si Si

Salvia No Si Si

Piante verdi Si (parziale ombreggio) Si (necessario ombreggio) Si (necessario ombreggio)

DOMANDE

1. Quali scenari economici si aprono per il prossimi 2-3 anni ?

2. Il silicio, materiale fv del presente, sara’ anche quello del futuro?

3. Quali possibilita’ per i materiali amorfi, piu’ flessibili per innovative soluzioni ingegneristiche, ma per il momento piu’ costosi e in molti casi meno efficienti?

4. Quali soluzioni innovative possono essere sviluppate per serre e ombrari?

INTEGRAZIONE AL REDDITO

*

Stima del risultato produttivo agricolo (PLV, Produzione Lorda Vendibile) per produzioni in serre fotovoltaiche Ambiente di coltivazione Coltura

Produttività (�/m2) * KWh/anno KWh/anno/m2

produttività totale (�/m2) **

incremento (%) produttività agricola

Serra FV ciclamino 18,0 3.456,5 15,71 25,09 39,4 Serra FV pomodoro 20,0 3.456,5 15,71 27,09 35,4 Serra FV basilico 48,0 3.456,5 15,71 55,09 14,8 Produttività (�/m2) Coltura KWh/anno KWh/anno/m2

produttività totale (�/m2)

incremento (%) produttività agricola

Serra C ciclamino 18,0 - - 18,00 0,0 Serra C pomodoro 20,0 - - 20,00 0,0 Serra C basilico 48,0 - - 48,00 0,0

* Colla, 1995** Superficie della serra: 220 m2; tariffa incentivante: 0,451 �/KWh

Materiali FV: CIS

Prodotti: Pannelli FV - 50% opachi

Progettazione: Estemporanea

Proiezione ombra: 12,5%

CONCLUSIONI

OPPORTUNITA’ DEL FV SU SERRA

- Il taglio della radiazione totale del 20-30% non provoca cambiamenti significativi sulle caratteristiche qualitative e quantitative della produzione di molte specie da orto e da fiore

- Le variazioni di temperatura e umidità sono contenute all’interno delle strutture

RISCHI DEL FV SU SERRA

- I parassiti vegetali ectofiti (es. Mal bianchi) attaccano in anticipo negli ambienti anche lievemente ombreggiati- Per ombreggiamenti superiori (>50%) e ombre di grandi dimensioni si osserva un forte calo della qualità e della quantità della produzione, oltre alla diminuzione delle temperature e all’aumento dell’UR, con maggiori rischi di attacchi di patogeni.

CONCLUSIONI

E’ importante ridurre il più possibile la dimensione dei coni d’ombra proiettati a terra

E’ necessario procedere ad una progettazione integrata che porti allo sviluppo di un modello sostenibile di serra fotovoltaica che tenga conto di:

- materiale fotoattivo- pannello fotovoltaico (design, disposizione, componentistica accessoria)- struttura dell’apprestamento protetto (serra, tunnel, ombraio)- scelta, gestione colturale, difesa fitosanitaria e programmazione delle colture

E’ necessario procedere ad una seria sperimentazione agronomica per valutare progetti fotovoltaici applicabili in relazione al tipo di colture prodotte

E’ necessario assicurare la massima flessibilità produttiva delle serre fotovoltaiche, al fine di porre al riparo le imprese da possibili effetti negativi dei cambiamenti del mercato, capaci di mettere in difficoltà imprese vincolate a determinati ambiti produttivi

ATTIVITA’ DEL CeRSAA

Sperimentazione su prodotti commercialiFare chiarezza sulla qualità e le prestazioni dei materiali

attualmente in commercio

Collaudo di materiali innovativiSupportare lo sviluppo di prodotti e materiali industriali

Supporto alla “due diligence”dare risposte concrete alla richiesta di chiarimenti sulle

soluzioni impiantistiche proposte in agricoltura

GRAZIE PER LGRAZIE PER L’’ATTENZIONEATTENZIONE

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