La serra fotovoltaica che sfrutta il 90% della luce solare

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Monta i pannelli senza fare ombra alla coltivazione garantendo rese e caratteristiche qualitative degli ortaggi coltivati

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La serra fotovoltaica Gramma sfrutta il 90% della luce solare, monta i pannelli senza fare ombra alla coltivazione e garantisce, rispetto a una serra tradizionale, uguali rese e pari caratteristiche qualitative degli ortaggi coltivati (peso medio, forma, concentrazione degli zuccheri, sapore, ecc.). Il segreto di questa serra monofalda sta nella sua forma originale, che permette di posizionare i pannelli in modo che non ombreggino le piante coltivate e, quindi, non impediscano loro di crescere normalmente. La serra, con il suo particolare design, riesce a far passare quasi tutta la luce solare che batte sulla falda e permette di installare fino a 1 MW di fotovoltaico su ogni ettaro di serra. È quanto afferma Liliana Martellani Rubbia, amministratore della Gramma Green Asset Management srl di Milano, società che ha ideato e brevettato la serra fotovoltaica monofalda Gramma ad alta produttività agricola, sulla scorta di una sperimentazione triennale condotta in Puglia.
L’idea
«La società è sorta nel 2011, ma l’“idea” della serra fotovoltaica Gramma è cominciata prima. Alla fine del primo decennio di questo secolo si è verificato in Italia un’enorme diffusione del fotovoltaico grazie agli incentivi. La corsa agli incentivi ha però favorito la realizzazione di serre fotovoltaiche che non erano vere e proprie serre, poiché al loro interno dapprima neanche si coltivava e poi, quando le norme si sono fatte più stringenti, lo si è fatto con colture povere ovvero in modo non produttivo, cioè con rese più basse e qualità più scadente rispetto a colture simili condotte in serre tradizionali. Mio marito Silvio Rubbia ha ideato la serra fotovoltaica ad alta produttività agricola alla fine del 2008 e l’ha perfezionata nel 2009, con l’ausilio di un esperto progettista serricolo e attraverso uno studio commissionato al Politecnico di Milano per gli aspetti relativi all’irraggiamento solare».
Dopo alcuni tentativi infruttuosi di sperimentare in Sardegna il prototipo della serra, costruito da un operatore di Albenga, esso è stato eretto e testato in Puglia, a Candela (Fg), presso l’azienda Ciccolella, grosso esperto di colture in serra, soprattutto florovivaistiche ma anche orticole.
«Il padiglione sperimentale era ampio circa 500 m². Ai fini della sperimentazione esso è stato predisposto per una parte con copertura fotovoltaica e per una parte con copertura tradizionale. Le due parti erano quindi “due serre” distinte, tali cioè da consentire la comparazione dei risultati produttivi sotto l’aspetto sia quantitativo, sia qualitativo. Inoltre all’interno di ciascuna delle “due serre” (d’ora in poi così indicate le due parti della serra Gramma) la direzione delle file è stata duplice: alcune orientate in senso nord-sud e altre in senso est-ovest, per consentire la verifica sperimentale delle prestazioni nei due diversi orientamenti. Era infatti previsto teoricamente (ed è stato confermato sperimentalmente) che la migliore e “caratteristica” disposizione delle file nella serra Gramma è quella nord-sud, mentre la disposizione tipica delle serre tradizionali è est-ovest».
Il padiglione è stato montato a Candela ad agosto del 2011 e l’attività sperimentale è iniziata a settembre, per concludersi, dopo tre cicli annuali, a luglio 2014. Rigorosa sotto il profilo scientifico, la sperimentazione è stata seguita dalla responsabile tecnica dell’azienda Ciccolella, l’agronoma Antonella La Tegola.
La sperimentazione
«La sperimentazione ha riguardato, tutti e tre gli anni, in primis il pomodoro, cioè l’ortaggio che più di tutti necessita di irraggiamento solare, ma che è anche quello dimostratosi più redditizio sotto il profilo economico. I cicli annuali di coltivazione sono stati settembre-luglio (con sospensione in agosto per scelta di opportunità). Il primo anno si è coltivato il pomodoro da mensa Turan, il secondo anno il Turan e il datterino Sunstream, il terzo anno entrambe le varietà e inoltre la melanzana Black Moon e il peperone Capsiflor. Le colture sono state realizzate fuori suolo, su substrato di lana di roccia, e per ogni varietà tutte le piante sono state alimentate con una soluzione nutritiva ricca di nutrienti necessari e sufficienti per il loro corretto sviluppo».
Martellani Rubbia sottolinea come la sperimentazione sia avvenuta in condizioni esattamente identiche per le diverse tesi saggiate.
«Ad esempio il primo anno la sperimentazione ha risentito di alcune limitazioni di conduzione rispetto a un ciclo standard: il ciclo è stato più corto, essendo partito in ritardo per problemi di disponibilità delle piantine; inoltre il controllo della temperatura è stato parziale per problemi nell’impianto di teleriscaldamento. Tali limitazioni sono state però identiche nelle due serre, perciò i risultati relativi, che erano l’obiettivo della sperimentazione, sono totalmente attendibili. Anzi, il risultante comportamento equivalente delle due serre è una conferma “scientificamente” importante dell’equivalenza intrinseca fra le due soluzioni».
Le rese
Nell’arco della sperimentazione triennale la serra fotovoltaica ha dimostrato uguali rese e pari caratteristiche qualitative degli ortaggi coltivati rispetto alla serra tradizionale.
«In entrambe le serre il pomodoro da mensa Turan ha prodotto 21 kg/pianta, pari a 50 kg/m² ±1,5 kg, il datterino Sunstream 12 kg/pianta, pari a 30 kg/m² ± 1,5 kg, la melanzana Black Moon 6,6 kg/pianta, il peperone Capsiflor 2 kg/pianta, senza differenze sostanziali fra una serra e l’altra. Per il confronto qualitativo, realizzato in tre diversi momenti (novembre, febbraio e maggio), i parametri considerati, cioè il peso, il calibro e le caratteristiche chimiche (acidità totale, acido citrico, zuccheri totali come somma di glucosio e fruttosio, solidi solubili, ecc.), sono risultati sempre perfettamente equivalenti: ad esempio l’acidità totale pari a 0,34 g/100 g di pomodoro da mensa in entrambe le serre, gli zuccheri totali 2,6 g/100 g di pomodoro nella serra fotovoltaica e 2,7 g/100 g in quella non fotovoltaica, l’acido citrico 0,40 g/100 g in entrambe, ecc. Anche dal punto di visto gustativo, non sono state riscontrate differenze: ad esempio, il pomodoro Sunstream prodotto nelle due serre presentava le stesse caratteristiche: straordinario equilibrio dei gusti dolce, acido e salato, buccia di spessore minimo e non fastidioso, polpa carnosa e acquosità quasi assente con colore rosso intenso brillante. Anche altezza e velocità di crescita delle piante sono risultate praticamente simili in entrambe le serre».
Lo studio del sole
Ma perché la serra fotovoltaica Gramma riesce ad essere così produttiva? Grazie al sole, risponde Martellani Rubbia!
«È dallo studio del sole che nasce il design brevettato della serra fotovoltaica Gramma, che permette un irraggiamento interno (“illuminamento”) del 90% in quanto i pannelli sono disposti in modo da non fare ombra sulla superficie interna, ma al tempo stesso consentire una potenza fotovoltaica in grado di costituire una interessante fonte di reddito aggiuntiva per l’agricoltore. Il sole che da sempre è la fonte dell’agricoltura, da qualche tempo lo è anche del fotovoltaico, e gli agricoltori oggi possono sfruttare congiuntamente queste due risorse».
Dopo la sperimentazione di Candela la serra Gramma ha avuto sviluppi industriali, che hanno visto applicazioni su larga scala in Francia. Nella Francia meridionale (dipartimenti Bocche del Rodano e Hérault) sono state installate finora tre “Fattorie Solari” per complessivi 90.000 m² di serre. Nella foto 2 è visibile la versione “industriale” della serra Gramma nella Fattoria Solare di Istres (dipartimento Bocche del Rodano).
In Germania
«Anche in Germania ci sono stati interessanti sviluppi, iniziati con una sperimentazione nel 2013-2014 nel Nord del Paese, quasi al confine con la Danimarca, nel corso della quale è stato possibile verificare l’efficacia della serra Gramma in un contesto climatico assai diverso. Da allora il padiglione funziona con continuità producendo pomodoro e insalata e l’agricoltrice, che ha recentemente deciso di costruire ulteriori serre a fianco di quella originaria, ha da tempo installato distributori automatici per la vendita dei prodotti all’ingresso dell’azienda agricola. Sempre in Germania nel 2016 abbiamo costruito la prima serra Gramma in connessione con impianti di biogas: la cogenerazione col biogas permette di utilizzare per il riscaldamento della serra il calore prodotto dall’impianto di biogas, altrimenti disperso, e, quindi, di aumentare la vendita di energia prodotta dal fotovoltaico. Il nostro partner tedesco, che viene da una famiglia di agricoltori, crede molto nella cogenerazione col biogas».
La società Gramma GAM opera, ricorda Martellani Rubbia, concedendo l’uso del brevetto a partner che costruiscono le serre e fornendo direttamente assistenza tecnica sia nella fase decisionale, sia nella gestione agronomica della serra grazie alla competenza acquisita con le prove sperimentali, per mettere l’agricoltore nelle condizioni di operare nella maniera più corretta. Ma incontra maggiori difficoltà in Italia, dive le serre fotovoltaiche hanno suscitato interesse solo finché sono esistiti gli incentivi, ma con una vera e propria “caccia” a serre solo in apparenza fotovoltaiche o comunque poco produttive.
Il rendimento economico
«A fronte dei risultati qualitativi e quantitativi già indicati, è il caso di soffermarsi sul rendimento economico della serra fotovoltaica Gramma. 50 kg/m²/anno di Turan e 30 kg/m²/anno di Sunstream vogliono dire, per ciascuna delle due varietà, un margine diretto di 21-22 euro/m²/anno (anche questi sono risultati della sperimentazione). Tale risultato è un punto di riferimento essenziale in assenza di incentivi. Resta da sbloccare la decisione/propensione all’investimento!».
La diffusione delle serre Gramma ad alta produttività agricola potrebbe essere però favorita dal ricorso ai fondi strutturali europei, come il Fondo europeo agricolo per lo sviluppo rurale (Feasr), che finanzia i Piani di sviluppo rurale 2014-2020, e il Fondo europeo di sviluppo regionale (Fesr), suggerisce Martellani Rubbia. «Purtroppo l’Italia procede molto a rilento nell’utilizzo dei fondi europei che, se inutilizzati, tornano a Bruxelles. E le Regioni meridionali, Puglia compresa, non primeggiano per il livello di utilizzo, anzi sono in fondo alla classifica per percentuale di fondi utilizzati. Un’inversione di tendenza volta ad aprire realmente le porte all’innovazione tecnologica in agricoltura non potrebbe che favorirne lo sviluppo».