Agrivoltaics: i pannelli solari nelle fattorie potrebbero essere vincenti

Il Massachusetts sta guidando la carica nelle installazioni solari a duplice uso, rendendo possibile la coltivazione di alcune colture e gli animali da pascolo, generando energia pulita.

Agrivoltaics: i pannelli solari nelle fattorie potrebbero essere vincentiI pannelli solari nei campi presso il Centro di ricerca ed educazione delle colture dell'Università del Massachusetts non assomigliano a ciò che molti di noi si aspettano. Invece di essere affollati vicino alla terra, sono montati a sette piedi da terra, con ampio spazio per gli agricoltori o le mucche che vagano sotto. I pannelli sono separati da intervalli di due e tre piedi, invece di raggrupparsi strettamente. La luce scorre attraverso questi spazi e, al di sotto, file di cavoli frondosi e cavoletti di Bruxelles sostituiscono la tipica terra nuda o erba.

Questa disposizione insolita è uno dei primi esempi di installazione solare a duplice uso, talvolta chiamata agrivoltaica. Si tratta di un impianto fotovoltaico che è cresciuto abbastanza da terra e distanziato in modo tale che alcune colture possano ancora crescere intorno e sotto i pannelli. L'obiettivo è aiutare gli agricoltori a diversificare il loro reddito attraverso la generazione di energia rinnovabile, mantenendo la terra in uso agricolo e riducendo le emissioni di gas serra.

"Questo sembrerebbe una cosa grandiosa - si arriva a coltivare e utilizzare lo stesso spazio esatto per generare denaro dalla produzione solare", ha dichiarato Brad Mitchell, vice direttore esecutivo del Federazione del Massachusetts Farm Bureau. "Ma è ancora nelle prime fasi."

L'idea di produrre energia solare e colture in crescita sulla stessa terra è in circolazione da un po 'di tempo. Sono in atto o programmate installazioni isolate di dimostrazione e ricerca Arizona, Giapponee Francia. Negli ultimi anni, tuttavia, il concetto è diventato più attraente, dato che il prezzo dei pannelli fotovoltaici è crollato, l'interesse per le energie rinnovabili è aumentato e le pressioni finanziarie sui piccoli agricoltori sono aumentate. E poiché gli schieramenti solari spostano spesso l'agricoltura, causando tensioni tra i due usi del suolo, gli agrivoltaici sono visti come potenzialmente vincenti.

Il Massachusetts è in prima linea nella spinta. Lo stato è ambizioso obiettivi di energia rinnovabile-I bersagli attuali richiedono megawatt 3,600 di energia eolica e solare entro la fine di 2020, raddoppiando l'attuale output dello stato dei megawatt 1,800-hanno creato un forte interesse nello sviluppo di progetti solari, ma l'alta densità di popolazione dello stato significa che la terra disponibile è scarsa.

Inoltre, molti sostenitori del cibo locale sostengono che una porzione inadeguata del cibo consumato nel Massachusetts viene coltivata lì. La breve stagione di crescita insieme agli alti costi per lavoro e terra possono rendere l'agricoltura in Massachusetts una proposta finanziariamente precaria. Alcuni sostenitori affermano che le installazioni solari a duplice uso sono potenzialmente in grado di alleviare una serie di questi problemi contemporaneamente.

Tradizionalmente, quando gli sviluppatori solari si rivolgono a terreni agricoli per i loro progetti, la proprietà viene affittata o venduta allo sviluppatore, lo strato superficiale viene rimosso e i pannelli vengono montati su basamenti di cemento incorporati nel terreno. Mentre il passaggio aumenta la produzione di energia rinnovabile, indebolisce l'approvvigionamento alimentare locale. Alcuni contee hanno persino iniziato a vietare gli sviluppi solari su larga scala sulla proprietà agricola come un modo per preservare la terra.

Gli sviluppi a duplice uso sono particolarmente adatti ai bisogni del Massachusetts e lo stato sta cogliendo l'opportunità. L'installazione di UMass, una partnership tra l'azienda solare privata Hyperion Systems e l'università, è la sede di un progetto di ricerca unico al fine di calcolare esattamente come le diverse colture crescono quando vengono coltivate sotto i pannelli rialzati. E il nuovo programma di incentivazione solare dello stato, noto come Solar Massachusetts Renewable Target (SMART), offre una compensazione aggiuntiva per i progetti a duplice uso.

"Per quanto ne sappiamo, nessun altro sta facendo quello che stiamo facendo", ha detto Michael Lehan, consulente di Hyperion Systems.

Storia delle origini di Agrivoltaics

La storia dei progetti a duplice uso in Massachusetts risale a 2008, quando il proprietario della società di costruzioni Dave Marley installò un pannello solare sul tetto del suo quartier generale ad Amherst e rapidamente decise che voleva generare ancora più energia. Mentre iniziava a considerare i terreni agricoli come una località, Marley divenne deciso a trovare un modo per evitare di interrompere l'uso agricolo del terreno.

"Continuava a sottolineare, 'Voglio mantenere la terra viva e sana. Non voglio coprire la terra ", ha dichiarato Gerald Palano, coordinatore delle energie rinnovabili per il Dipartimento delle risorse agricole del Massachusetts.

In 2009, Marley si è collegato con i ricercatori di UMass e in 2010 la sua visione è diventata una realtà con la costruzione di un array di pannelli 70 in una fattoria di ricerca a South Deerfield, nel Massachusetts. L'anno seguente, Marley formò Hyperion Solar per perseguire questo nuovo approccio alle energie rinnovabili. Marley è morto in 2013, e suo figlio James ha rilevato l'azienda.

Oggi, l'installazione a duplice uso che Dave Marley immagina rimane sul posto, portando avanti i suoi obiettivi. Le estremità inferiori dei pannelli sono sollevate a sette piedi da terra e salgono a 15 piedi nell'aria. Sono distanziati abbastanza da consentire alla luce del sole di passare attraverso il campo sottostante e possono essere spostati orizzontalmente per regolare lo spazio. I pannelli sono supportati da pali verticali con piedini 10 incorporati nel terreno. Non viene utilizzato cemento, quindi il danno al suolo è limitato e completamente reversibile.

"Quello che interessa davvero ai contadini è la terra", ha detto Lehan. "E c'è una minima interruzione del suolo."

Dal momento che l'array è arrivato online su 2011, Stephen Herbert, professore di agronomia presso UMass, ha studiato l'impatto dei pannelli sulla crescita delle colture. I suoi risultati sono stati incoraggianti.

Quando coltivava erba e altre piante da foraggio per sostenere le mucche al pascolo, la terra sotto i pannelli produceva più del 90 per cento del volume di terra che riceveva il sole diretto. Per gli allevatori di bovini o da latte, gli array agrivoltaici sono un "gioco da ragazzi", ha detto Hebert, tra i morsi di un nuovo cavoletto di Bruxelles che ha strappato da uno stelo sotto un pannello.

Agrivoltaics può funzionare?

I primi risultati suggeriscono che, coltivati ​​sotto i pannelli, verdure come peperoni, broccoli e bietole possono produrre circa il 60 per cento del volume che avrebbero in pieno sole. Allo stesso tempo, un sistema a duplice uso offre circa la metà della capacità di generazione di energia per acro di un'installazione convenzionale e i costi sono più elevati.

Tuttavia, mentre questi sistemi offrono una minore generazione di energia e una minore produttività delle colture rispetto ai soli pannelli solari o all'agricoltura, la combinazione generalmente ripaga.

"Assolutamente", dissero Lehan, Palano e James Marley, quasi all'unisono.

Hyperion stima che le sue installazioni a duplice uso si ripagano in circa otto anni, in condizioni medie. Le sovvenzioni statali e federali possono abbreviare questa scadenza.

Per aiutare ad accelerare l'adozione di questo nuovo approccio, il Massachusetts sta mettendo un po 'di soldi in gioco. A novembre, lo stato ha lanciato il programma SMART, che paga ai proprietari di energia solare un tasso base fisso per ogni kilowattora di energia che generano. L'importo che guadagnano viene quindi detratto dal costo dell'elettricità che traggono dalla rete quando i pannelli non producono abbastanza energia. Se un proprietario produce più energia di quella che usa, può applicare quei crediti alle fatture future.

Le tariffe di base per questi impianti solari vanno da centesimi di 15 a centesimi di 39 per kilowattora, a seconda delle dimensioni e della posizione dello sviluppo. I progetti che combinano i pannelli solari con l'agricoltura guadagnano un extra di centesimi di 6 per kilowattora. In termini pratici, ciò significa che un sistema 1-megawatt su terreni agricoli, con pannelli solari in posizioni fisse che potrebbero produrre intorno a 1.2 milioni di kilowattora di energia in un anno, guadagnerebbe un extra $ 72,000 verso una bolletta elettrica.

Nelle prime sei settimane di SMART, cinque applicazioni hanno proposto progetti a duplice uso e altre due hanno presentato richieste di pre-determinazione, una fase precedente del processo. Diversi sviluppatori hanno chiesto informazioni sui potenziali sviluppi, ha detto Palano. I progetti proposti vanno dai kilowatt 249 ai megawatt 1.6.

"Pensiamo che il livello di interesse ci sia dagli sviluppatori su larga scala e da altri, ma il concetto è nuovo, quindi hanno bisogno di investire più tempo per capire meglio", ha detto. "Siamo felici di vedere l'interesse fino ad ora."

Non tutte le aree agricole beneficeranno di agrivoltaici. I costi e gli sforzi aggiuntivi potrebbero non avere senso in una regione che dispone già di spazi aperti e non agricoli per ospitare pannelli solari, ad esempio.

Agrivoltaics: i pannelli solari nelle fattorie potrebbero essere vincenti

Un array solare a duplice uso in Massachusetts.

In posti come il Massachusetts, tuttavia, Palano ha affermato che la tecnologia migliorerà e sarà più utile. Sta già vedendo l'interesse per i pannelli che si muovono per seguire il sole, massimizzando la loro generazione di energia. Si aspetta inoltre un crescente interesse nello storage, essenzialmente batterie di grandi dimensioni in grado di raccogliere energia e salvarlo per l'uso quando il sole non splende. Il futuro potrebbe anche includere pannelli traslucidi che lascerebbero passare più luce alle piante che crescono in basso, ha aggiunto.

"Stiamo dicendo, 'vediamo se possiamo ottenere questo al livello successivo'", ha detto Palano. "Attendiamo con ansia l'innovazione."

Questo articolo è originariamente apparso su Mangia Civil

Circa l'autore

Sarah Shemkus è una giornalista e redattrice freelance che scrive di affari, tecnologia, cibo e luoghi in cui tutti si incontrano. Il suo lavoro come è apparso in Il Boston Globe, Il guardiano, Slate e altre pubblicazioni pregiate. Le sue passioni comprendono i mercati degli agricoltori, l'oceano, i dati, il formaggio cheddar affilato, i romanzi gialli, la radio pubblica nazionale, la puntualità, i viaggi e la grammatica corretta. Segui Sarah su Twitter @shemkus.

Foto in alto: pomodori che crescono sotto pannelli solari all'Università del Massachusetts. (Tutte le foto per gentile concessione di Hyperion Systems.)

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