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Applicazioni del PRFV in settori innovativi: il caso dell’Agrivoltaico

Il settore Agrivoltaico è un nuovo delivery model per il fotovoltaico, con le aziende agricole al centro, in cui la produzione elettrica, la manutenzione del suolo e della vegetazione risultano integrate e concorrono al raggiungimento degli obiettivi produttivi – economici e ambientali – del gestore/proprietario dei terreni. Non si tratta solo di convivenza tra agricoltura e fotovoltaico, ma di un vero e proprio approccio sistematico basato su basi scientifiche. La prima pubblicazione scientifica che ha fornito una definizione di “agrivoltaico” risale al 2011 (Dupraz C, Combining solar photovoltaic panels and food crops for optimising land use: towards new agrivoltaics schemes. Renewables Energy, 2011).

 

Produzione di energia elettrica e riduzione degli sprechi d’acqua sono due tra i principali obiettivi di questo settore in crescita. L’applicazione del PRFV contribuisce a minimizzare l’impatto ambientale derivante dall’installazione delle strutture fotovoltaiche sui canali di irrigazione.

Coperture dei canali di irrigazione con pannelli fotovoltaici

Recentemente a Turlock (California) è stata sviluppata una delle applicazioni più innovative e promettenti in ambito agrivoltaico, ovvero un sistema di copertura dei canali di irrigazione tramite pannelli fotovoltaici.

Questa soluzione risulta particolarmente interessante in quanto è in grado di combinare diversi ed importanti vantaggi: l’installazione dei pannelli solari, anche su grandi superfici come in questo caso, ha un impatto ambientale praticamente nullo essendo installati in spazi già occupati dai canali. Non vanno quindi ad invadere ulteriore suolo o a deturpare l’ambiente. L’ombra e la protezione al vento creata dai pannelli riduce notevolmente l’evaporazione, riducendo in modo drastico gli sprechi. Inoltre, la presenza di acqua corrente raffresca in modo naturale i pannelli, incrementando in modo significativo la loro efficienza energetica. Insomma: una combinazione a dir poco vincente!

Con oltre 300 giorni di sole all’anno e la più grande rete di canali di irrigazione al mondo, la California risulta il luogo ideale per lo sviluppo di questo tipo di soluzione. Secondo uno studio condotto dall’Università di Santa Cruz (UCSC), si è stimata una riduzione annuale dell’evaporazione di circa 40.000 m³ di acqua per ogni km di canale che viene coperto. Proiettando questa stima sulla lunghezza complessiva dei canali californiani, l’utilizzo di queste coperture solari consentirebbe di risparmiare circa 234 miliardi di litri d’acqua all’anno (l’equivalente di 92.000 piscine olimpioniche) un cambiamento epocale in un territorio soggetto a siccità sempre più frequenti.

Inoltre, l’investimento necessario all’installazione di questa copertura solare viene ampiamente compensato dalla produzione di energia elettrica ad impatto ambientale praticamente zero e dal risparmio a livello idrico.

 

Il PRFV: spinta e motore della sostenibilità

Le strutture in vetroresina PRFV di P-TREX contribuiscono alla transizione ecologica e a minimizzare l’impatto ambientale

Questo progetto pilota, denominato Project Nexus, ha tutte le potenzialità per essere facilmente replicabile e scalabile ben oltre i confini della California, aprendo de facto le porte ad un nuovo settore definito “acqua-energia”. Lo studio si è basato su una proiezione di calcolo e test su tutta la rete di irrigazione, lunga 6.350 km, dove le strutture a supporto dei pannelli fotovoltaici sono realizzate in acciaio. Tra i materiali tradizionali, l’acciaio è uno tra i più energivori e costosi da produrre, sensibile agli agenti corrosivi, all’acqua e necessita di grande manutenzione. Inoltre, conduce il calore e non è stabile rispetto alle variazioni termiche.

I compositi polimerici rinforzati con fibra di vetro, conosciuti come PRFV (Poliestere Rinforzato con Fibre di Vetro) sono sempre più utilizzati come materiali strutturali in molti settori manifatturieri come i trasporti, costruzioni e nel settore energetico grazie alla loro leggerezza e resistenza alla corrosione rispetto ai metalli. Questo momento storico è favorevole per questi materiali perché i settori industriali sono alla ricerca di materiali leggeri, a basso impatto ambientale, che garantiscano un buon rapporto costo-beneficio.

La scelta di realizzare il supporto alle coperture fotovoltaiche dei canali di irrigazione con materiali compositi comporta benefici a più livelli di utilizzo e di destinazione. Significa spingere l’acceleratore sulla sostenibilità economica e ambientale.

I materiali compositi sono riciclabili, e i vantaggi ambientali legati all’impiego dei compositi sono indiscutibili: minor consumo di energia e minori emissioni di gas serra, maggior durata del componente anche in assenza di manutenzione, migliori prestazioni e maggiore sicurezza.

In altre parole: il PRFV è il materiale ideale per la costruzione delle strutture di supporto, per l’accesso e la manutenzione di questi pannelli solari, in costante e diretto contatto con acqua e forte umidità, elevati gradienti termici e concreto rischio di correnti vaganti. Inoltre è un materiale che può essere movimentato con mezzi di sollevamento molto leggeri, consente un notevole abbattimento dei costi di manutenzione ed ha una durata non inferiore ai 25 anni. In P-TREX, le risorse utilizzate nel processo costruttivo sono ridotte: in fase di produzione dei profili pultrusi – riutilizzabili e riciclabili – le emissioni di CO2 sono inferiori del 40%, con una decisa riduzione dei costi di movimentazione e trasporto.