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Non c’è spazio a sufficienza? Falsi miti sul fotovoltaico integrato

Non c’è spazio a sufficienza? Falsi miti sul fotovoltaico integrato

Sebbene più complesso e leggermente più costoso, il fotovoltaico integrato in agricoltura, bacini artificiali, edifici e aree di vario tipo, ha un potenziale enorme. Alcuni calcoli per la Germania.

I detrattori delle potenzialità del fotovoltaico affermano che l’apporto di energia elettrica solare non può essere rilevante perché mancherebbero gli spazi per realizzare gli impianti, al di là di quelli a terra.

Il Fraunhofer Institute, analizzando dati e situazione del FV in Germania, spiega perché ciò non è vero (“Recent Facts about Photovoltaics in Germany“).

Partiamo dal dato attuale dell’installato fotovoltaico nel paese: 54 GW per una produzione annuale di circa 50,6 TWh, in grado di coprire il 9,2% del fabbisogno elettrico nazionale (dato 2020).

L’analisi del centro di ricerca ricorda che alla base dello sviluppo e del potenziale dell’energia solare c’è il concetto dell’integrazione. Il fotovoltaico integrato consente un doppio utilizzo del suolo, e pertanto il consumo di suolo aggiuntivo per le nuove centrali fotovoltaiche a terra viene ridotto o, dove possibile, può essere completamente evitato, sebbene vi siano terreni che non hanno nessun tipo di utilizzo o valore, quali le aree agricole svantaggiate.

I sistemi fotovoltaici possono essere studiati per l’applicazione in agricoltura, realizzati su laghi artificiali, utilizzati come involucri per edifici, parcheggi, su strade/barriere antirumore, aree verdi, ecc.

Si distingue tra potenziale teorico, tecnico ed economico-pratico, fattibile o sfruttabile.

Il potenziale teorico considera la massima implementazione possibile di una tecnologia sulla base della fornitura totale lorda.

Il potenziale tecnico è ovviamente inferiore perché tiene già conto dei vincoli tecnici.

Il potenziale economico-pratico tiene conto di tutte le condizioni al contorno pertinenti, in particolare legali (conservazione della natura), economiche (le infrastrutture), sociologiche (l’accettazione), nonché gli usi concorrenti (ad esempio energia solare termica e FV sui tetti). Su questi aspetti ci sono ancora opinioni e dati differenti.

Per fare un esempio concreto, si ricorda che la superficie agricola utilizzata in Germania è poco meno di 17 milioni di ettari (potenziale teorico).

L’agro-fotovoltaico detto anche agrovoltaico consente di utilizzare la terra contemporaneamente per la produzione agricola e per la produzione di energia elettrica solare, con un’ampia gamma di utilizzi.

L’agroFV aumenta l’efficienza del suolo e consentirebbe una notevole espansione della tecnologia, preservando terreni fertili per l’agricoltura o anche in combinazione con la creazione di biotopi ricchi di specie su terreni magri. Oggi nel mondo l’agrovoltaico è già utilizzato su scala di gigawatt, anche se in Germania, e anche in Italia, ci sono pochissimi impianti simili.

Con moduli montati ad altezze relativamente elevate rispetto al suolo, questi impianti permettono di coltivare colture parzialmente ombreggiate sotto i pannelli. Un certo numero di colture non mostra quasi nessuna perdita di resa con un irraggiamento ridotto, e alcune addirittura ne beneficiano.

Se le colture permanenti (ad es. frutteti e vigneti) sono considerate nella loro interezza e il terreno seminativo (escluse le colture di mais) è considerato per un terzo del potenziale tecnico, una densità di occupazione di 0,6 MW/ha si traduce in Germania in un potenziale tecnico di 1,7 TW, cioè 31 volte l’attuale installato. Moduli montati vicino al suolo con un ampio spazio consentono la coltivazione tra le file.

Con una densità di occupazione di 0,25 MW/ha, la sola coltivazione di foraggere su prati permanenti darebbe un potenziale tecnico di ulteriori 1,2 TW.

Come si vede dalla figura, le colture energetiche sono coltivate sul 14% dei terreni agricoli tedeschi, in particolare per la produzione di biogas, biodiesel, olio vegetale e bioetanolo.

Tuttavia, confrontando l’efficienza dell’uso del suolo per la produzione di energia elettrica, l’agro-fotovoltaico avrebbe un rendimento maggiore di un fattore 32 rispetto a tali colture energetiche.

Il mais da insilato, coltivato su circa 1 milione di ettari in Germania, produce 18,7 MWh elettrici per ettaro, rispetto a circa 600 MWh/ha per l’agroFV, con una potenza installabile di circa 600 GW.

Tanto per fare un altro esempio di utilizzo del FV, viene ricordato che in Germania l’estrazione della lignite ha distrutto un’area di 1773 kmq, più di tre volte l’area del Lago di Costanza. Se un quarto di quest’area fosse allagata e coperta da fotovoltaico galleggiante si potrebbe prevedere un potenziale tecnico di 44 GW.

Sempre in Germania, uno studio citato da Fraunhofer Institute valuta che gli involucri edilizi, cioè tetti e facciate, darebbero un potenziale tecnico intorno 1.000 GW (1 TW). E sono state considerate solo le superfici che ricevono almeno 500 kWh/(m2a) di irraggiamento. Senza considerare poi tutto l’enorme potenziale di integrazione negli edifici (“Building-Integrated PV”), non esclusi i vetri isolanti fotovoltaici opachi e trasparenti.

Uno studio dell’Agenzia federale tedesca per l’ambiente ipotizza 670 kmq di aree di insediamento prive di aree edificabili e di traffico, quali strade o ferrovie. Parte di quest’area può essere coperta con moduli fotovoltaici per fare ombra o per una copertura con moduli fotovoltaici calpestabili: gli oltre 300.000 posti auto più grandi nella sola Germania aprirebbero ad un potenziale tecnico di 59 GW se solo fossero coperti con moduli fotovoltaici.

Un ulteriore potenziale su scala di GW è offerto dall’integrazione del fotovoltaico nelle vie/strade di traffico comprese le barriere antirumore fotovoltaiche, le superfici orizzontali (come coperture o marciapiedi fotovoltaici) e binari ferroviari.

Con il passaggio alla mobilità elettrica, anche le superfici dell’involucro dei veicoli elettrici possono essere aggiunte come FV integrato.

Qualunque segmento del suddetto potenziale tecnico sia economicamente e praticamente utilizzabile dipenderà da complessi vincoli economici, normativi e tecnici, oltre che da questioni di accettazione sociale.

In generale, il fotovoltaico integrato – con l’involucro di edifici, vie di traffico e veicoli, o utilizza aree insieme all’agricoltura o superfici idriche – avrà costi di generazione di elettricità leggermente più elevati rispetto alle semplici centrali elettriche a terra.

Fonte: qualenergia.it