I moduli fotovoltaici per la produzione di corrente elettrica sfruttano l’energia solare. Hanno bisogno di sole, di un irraggiamento diretto che non presenti ombreggiature. Uno dei posti ideali per il montaggio dei pannelli sono le serre che si usano in agricoltura o comunque per la coltivazione. Le serre fotovoltaiche sono tornate di moda grazie all’ abbassamento dei prezzi dei pannelli fotovoltaici che le hanno rese appetibili anche a coloro che non hanno un grosso budget di investimento a disposizione.
Non servono grandissimi capitali, oggi anche con 5000 euro si realizza una serra fotovoltaica da 3 Kw in grado di produrre anche 4500 kilowatt di energia elettrica l’anno. Ovviamente ci riferiamo ad una zona del sud Italia, al centro possiamo calcolare circa 4000 kilowatt l’anno e al Nord Italia circa 3500 kw. Sono numeri di tutto rispetto pensando a quanto si può risparmiare in bolletta elettrica o a come si può essere indipendenti dal punto di vista energetico.
Le serre fotovoltaiche sono infatti utili in tutte quelle zone rurali in cui i cavi della corrente elettrica non arrivano. Insomma si possono creare anche sistemi OFF GRID totalmente scollegati dalla rete elettrica nazionale se si usano sistemi di accumulo fotovoltaici con batterie.
Integrazione agricoltura- solare fotovoltaico, come le strutture agricole possono essere progettate per incorporare tecnologie edilizie avanzate:
Ecco come le strutture agricole possono essere progettate per incorporare queste tecnologie:
1. Progettazione Integrata
- Progettazione Biofilica: Utilizzare elementi naturali e design che imitano la natura per migliorare il benessere delle piante e degli operatori. L’integrazione di lucernari, pareti verdi e tetti verdi può creare un ambiente più sano e produttivo.
- Uso di Materiali Sostenibili: Impiegare materiali riciclati, biodegradabili o a basso impatto ambientale nella costruzione delle serre e delle strutture agricole.
2. Tecnologie Energetiche
- Pannelli Solari Fotovoltaici: Installare pannelli solari sul tetto o sulle pareti delle serre per generare energia elettrica. L’energia prodotta può essere utilizzata per alimentare le attrezzature agricole, i sistemi di irrigazione e di climatizzazione.
- Sistema di Riscaldamento Solare: Utilizzare pannelli solari termici per il riscaldamento dell’acqua o dell’aria all’interno delle serre, migliorando l’efficienza energetica e riducendo i costi di riscaldamento.
3. Gestione dell’Acqua
- Raccolta delle Acque Piovane: Progettare tetti e sistemi di canalizzazione per raccogliere e immagazzinare l’acqua piovana, che può essere utilizzata per l’irrigazione delle colture.
- Sistemi di Irrigazione Intelligenti: Implementare tecnologie di irrigazione a goccia e sistemi di irrigazione automatizzati che utilizzano sensori per monitorare l’umidità del suolo e ottimizzare l’uso dell’acqua.
4. Controllo del Clima
- Sistemi di Ventilazione Naturale: Utilizzare design che massimizzano la ventilazione naturale, come finestre apribili e ventilatori, per mantenere temperature ottimali senza dover ricorrere a sistemi di climatizzazione energivori.
- Coperture a Risparmio Energetico: Utilizzare materiali di copertura che migliorano l’isolamento termico e riducono la perdita di calore, come vetri a bassa emissività o pannelli di policarbonato.
5. Automazione e Monitoraggio
- Sistemi di Automazione: Implementare tecnologie di automazione per il monitoraggio e il controllo dei parametri ambientali (temperatura, umidità, CO2) e delle operazioni agricole, migliorando la produttività e riducendo l’uso di risorse.
- Sensori e IoT: Utilizzare sensori IoT per raccogliere dati in tempo reale sulle condizioni ambientali e sulle piante, permettendo un’analisi dettagliata e un’ottimizzazione delle pratiche agricole.
6. Efficienza Energetica
- Illuminazione LED: Sostituire l’illuminazione tradizionale con lampade a LED ad alta efficienza energetica, che forniscono la giusta quantità di luce per la crescita delle piante e riducono il consumo energetico.
- Isolamento Termico: Implementare soluzioni di isolamento per le pareti e i tetti delle serre, mantenendo temperature stabili e riducendo il consumo energetico per il riscaldamento e il raffreddamento.
7. Integrazione con l’Ambiente Circostante
- Progettazione Paesaggistica: Integrare la struttura agricola con il paesaggio circostante, utilizzando la vegetazione per fornire ombra, ridurre la temperatura e migliorare la biodiversità.
- Buffer Vegetativi: Creare zone di vegetazione attorno alle serre per proteggere le colture dai venti forti e ridurre l’erosione del suolo.
Esempi di Realizzazioni
- Serre a energia positiva: Serre che producono più energia di quanta ne consumano grazie all’integrazione di pannelli solari, sistemi di riscaldamento e raffreddamento efficienti e un design ottimizzato.
- Fattorie Verticali: Strutture agricole che utilizzano spazi verticali per la coltivazione, integrate in edifici urbani con tecnologie di illuminazione LED, sistemi di ricircolo dell’acqua e controllo climatico avanzato.
L’integrazione delle tecnologie edilizie avanzate nelle strutture agricole non solo aumenta la produttività e l’efficienza, ma contribuisce anche a creare sistemi agricoli più sostenibili e resilienti.
Come sono fatte le serre fotovoltaiche
Come sappiamo i sistemi fotovoltaici possono essere montati a terra, ma occupano una notevole superficie terrestre. Un’altra opzione è di montarli su un edificio adiacente come la sede principale o l’edificio di stoccaggio. Poiché la maggior parte dei moduli sono opachi e bloccano la luce, non possono essere montati sulla parte serra senza bloccare la luce necessaria per la crescita delle piante.
Sono disponibili materiali a film sottile in poli-silicone che permettono alla luce di penetrare. Questo materiale può essere posizionato tra due strati di vetro o plastica e quindi utilizzato come vetro sulla serra. Poiché riduce la trasmissione della luce di circa il 30 percento, solo una parte del tetto è coperta da pannelli fotovoltaici.
Altre compagnie hanno sviluppato moduli montati su serre fotovoltaiche basati su lenti ottiche che permettono alla luce di attraversare i moduli durante il tempo nuvoloso e dirottarla verso le celle solari quando c’è il sole.
Un’area che non è stata esplorata molto è quella di trasformare schermi di energia / ombra in collettori solari. Quando uno schermo viene esteso per fornire ombra, potrebbe fornire un’ampia area per la raccolta.
Non ci sono problemi invece per quelle colture che non hanno bisogno di insolazione diretta ma soltanto di luce. Oppure se abbiamo intenzione di montare un sistema fotovoltaico su capannoni agricoli.
In questo caso i moduli vengono pontati solo su una parte della copertura della serra lasciando aperta alla luce un’altra parte.
La struttura della serra che presenta i pannelli fotovoltaici deve essere esposta a sud con un inclinazione di 30 gradi. Realizzata in modo modulare con elementi portanti in acciaio e trattamento di zincatura a caldo. Resiste alla corrosione atmosferica con travi di fissaggio in acciaio zincato che non necessita di manutenzione e montanti metallici collegati tra loro con barre fisse.
La struttura può essere specificamente dimensionata in lunghezza e profondità per ogni luogo di installazione con un’altezza minima di circa 2,50 metri e un’altezza massima da 5 a 7 metri secondo il codice edilizio del comune interessato.
La struttura è ancorata alla terra attraverso la realizzazione di fondamenta costituite da zoccoli opportunamente realizzati in cemento e dimensionati per forma e consistenza secondo la conformazione geologica del terreno. I montanti verticali della struttura sono fissati agli zoccoli della struttura della serra.
Gli zoccoli sono dotati di gancio corazzato durante la fase di montaggio per facilitare la loro rimozione al termine del ciclo produttivo. Ai lati della struttura della serra viene realizzato un sistema di chiusura attraverso la posa di pannelli trasparenti in policarbonato alveolare o, in alternativa, la posa di una rete a micropori in base al sito di installazione e alla tipologia di coltura. Sono garantiti ingressi pedonali e meccanici per svolgere l’attività agricola delle serre.
Su entrambi i lati Nord e Sud, alcune griglie sono realizzate per garantire un adeguato sistema di ventilazione naturale sia per il terreno sottostante sia, soprattutto, per i pannelli solari fotovoltaici.
La disposizione dei pannelli fotovoltaici viene solitamente eseguita su un piano con un’inclinazione fissa di circa 25 ° / 30 °. In inverno , dato che il sole è piú basso all’ orizzonte, bisognerà ben calcolare che non si presentino ombreggiature di alberi o colline. Un sistema di canalizzazione nella parte inferiore della struttura garantisce il trasporto e la raccolta dell’acqua piovana.
La produzione di energia elettrica nell’ anno dipende dalla zona climatica in cui sarà montata la serra fotovoltaica e dalla potenza dell’ impianto. Possiamo genericamente calcolare una produzione per ogni KW di potenza installata di:
- 1100 kilowatt l’anno in NORD ITALIA
- 1300 kilowatt l’anno in CENTRO ITALIA
- 1500 kilowatt l’anno in SUD ITALIA
Quanto costa una serra fotovoltaica
Il costo delle serre fotovoltaiche può variare notevolmente a seconda di vari fattori come la dimensione della serra, la qualità dei materiali utilizzati, la tecnologia dei pannelli solari e la complessità dell’installazione. Ecco un’analisi dei principali costi da considerare:
1. Costo della Struttura della Serra
- Materiali: I costi variano a seconda dei materiali scelti (alluminio, acciaio, vetro, policarbonato, ecc.). Una serra base in policarbonato può costare da €20 a €50 per metro quadrato, mentre una serra in vetro e alluminio di alta qualità può costare da €100 a €300 per metro quadrato.
- Costruzione e Manodopera: Il costo di costruzione e manodopera può variare dal 20% al 50% del costo dei materiali, a seconda della complessità del progetto e delle tariffe locali.
2. Costo dei Pannelli Fotovoltaici
- Pannelli fotovoltaici: Il costo dei pannelli solari varia tra €500 e €1000 per kW installato. Per una serra di medie dimensioni, potrebbero essere necessari tra 5 kW e 20 kW, portando il costo dei pannelli solari a un range tra €2500 e €20000.
- Inverter e Altri Componenti: Gli inverter e altri componenti elettrici necessari per l’installazione di un sistema fotovoltaico possono aggiungere altri € 500 a € 2000 al costo totale.
- Installazione: L’installazione dei pannelli solari può costare tra €500 e €2000, a seconda della complessità e della posizione.
3. Sistemi di Gestione e Monitoraggio
- Automazione e Sensori: Sistemi di automazione e sensori per il monitoraggio delle condizioni ambientali possono variare da €1000 a €5000, a seconda delle funzionalità e delle dimensioni della serra.
- Software di Gestione: Software per il controllo e la gestione dei sistemi automatizzati può costare da €500 a €2000.
Incentivi serre fotovoltaiche
in questo momento storico ci sono a disposizione del nostro paese i fondi del PNRR. Sono disponibili per gli imprenditori agricoli, in forma individuale o societaria, le imprese agroindustriali (indipendentemente dai propri associati), le cooperative agricole, associazioni temporanee di imprese (A.T.I.), raggruppamenti temporanei di impresa (R.T.I), reti d’impresa, comunità energetiche rinnovabili. Per maggiori informazioni vedi il sito governativo.
E’ possibile ricevere gli incentivi per impianti fotovoltaici con potenza compresa tra 6 kWp e 1000 kWp, sarà possibile richiedere un contributo anche per l’installazione di sistemi di accumulo di energia elettrica e/o di dispositivi di ricarica elettrica per la mobilità sostenibile .
Anche Unioncamere mette a disposizione degli incentivi che coprono l’80% della spesa sostenuta per progettazione, acquisto ed installazione. vedi qui per maggiori informazioni.