Rinnovabili • Agrivoltaico bifacciale negli uliveti

Agrivoltaico bifacciale negli uliveti, la disposizione migliore

Un nuovo studio ha esaminato le prestazioni di un sistema agrivoltaico con moduli bifacciali con tre diverse cultivar di olivo per valutare le condizioni che massimizzano il rendimento energetico e quello agricolo

Agrivoltaico bifacciale negli uliveti
Foto di Albrecht Fietz da Pixabay

Agrivoltaico bifacciale negli uliveti, come migliorare l’uso del suolo

(Rinnovabili.it) – L’agrivoltaico si sta affermando non solo come un nuovo trend per la diffusione dell’energia solare, ma anche come una soluzione per mitigare gli impatti del clima sulle colture. I modelli avanzati o di seconda generazione possono infatti creare veri e propri ecosistemi in cui produzione elettrica e alimentare si aiutano a vicenda.

Il trucco? Riuscire a calibrare l’impianto sulle esigenze del territorio e sulle specificità della specie vegetale. Ogni coltura e ogni località hanno necessariamente una storia a sé, su cui la ricerca di settore deve ancora fare pienamente luce. A costruire questo percorso di conoscenze è oggi un nuovo studio dedicato all’agrivoltaico bifacciale negli uliveti. La ricerca, condotta dagli scienziati della Università di Jaén (Spagna) e dell’Università di Roma La Sapienza, ha esaminato le prestazioni di un sistema agrovoltaico con tre diverse cultivar di olivo

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Olive e pannelli solari, un binomio possibile

Precedenti lavori avevano già valutato la fattibilità di tali impianti negli uliveti mediterranei. Lo studio del gruppo fa un passo in più analizzando in maniera completa sia la produzione energetica che quella agricola. Il team ha impiegato la provincia spagnola di Jaén, rinomata per i suoi uliveti, come scenario virtuale dove simulare la propria analisi. Quindi ha preso in considerazione tre distinte varietà di olivo – Picual, Manzanilla e Chemlali – e varie configurazioni di sistemi fotovoltaici bifacciali, con l’obiettivo di ottimizzare i rendimenti complessivi di entrambi gli elementi.

Il risultato? La resa fotovoltaica è massimizzata quando l’angolo di inclinazione è strettamente allineato con la latitudine, mentre un’inclinazione verticale si rivela ottimale per garantire il rendimento agricolo più elevato. Lo studio ha anche mostrato che la variazione dell’angolo di inclinazione ha un impatto più significativo sulla produzione energetica, mentre l’altezza dei moduli solari influisce principalmente sulla resa degli ulivi. 

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“Per quantificare la produttività combinata del terreno in termini di energia e produzione agricola, viene utilizzato il rapporto equivalente terra (LER)”, si legge nell’articolo pubblicato su Applied Energy. “I risultati hanno dimostrato un LER massimo del 171% quando i moduli sono inclinati di 20°, migliorando così la produttività complessiva del terreno. Inoltre, lo studio rivela che gli ulivi mostrano una moderata sensibilità all’ombreggiamento”. Lo studio sull’agrivoltaico bifacciale negli uliveti, continuano gli autori, sottolinea “l’importanza di ottimizzare la configurazione dei sistemi fotovoltaici per il doppio uso del territorio […] tenendo conto della produttività agricola”.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.


Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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