Ruolo degli impianti fotovoltaici utility-scale nella transizione energetica Caso studio: Progettazione tecnica di un impianto agrivoltaico = The role of utility-scale photovoltaic installations in the energy transition Case study: technical design of an agrivoltaic system

Il contesto energetico attuale è fortemente influenzato dall'aumento dei prezzi dell'energia elettrica e del gas, causato dal conflitto Ucraina-Russia. In questo contesto, le azioni governative intraprese dai singoli paesi assumono un'importanza fondamentale per ridurre l'indipendenza energetica e rafforzare il sistema energetico nazionale. Gli incentivi offerti dal governo italiano, come il Conto Energia e il Superbonus 110%, hanno favorito la crescita della capacità fotovoltaica nel settore residenziale (impianti di piccola taglia). Per raggiungere gli obiettivi del Piano Nazionale Integrato per l'Energia e il Clima (PNIEC), sono necessari investimenti in impianti fotovoltaici utility scale, con capacità dell’ordine dei MW, che, tuttavia, incontrano ostacoli nelle procedure autorizzative e nella normativa vigente in materia ambientale riguardante l’impatto di queste installazioni sul territorio circostante. Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) mira a semplificare tali procedure, destinando risorse allo sviluppo dell'agrivoltaico, tecnologia che integra la produzione di energia fotovoltaica con le attività agricole e di allevamento, riducendo in tal modo l'impatto ambientale dell’installazione. Nell’ambito delineato, il presente studio, condotto presso la società ingegneristica Tiemes S.r.l., si concentra sulla progettazione tecnica di un impianto agrivoltaico, con l’obiettivo di individuare la configurazione ottimale del campo fotovoltaico che massimizzi le prestazioni energetiche e rispetti un requisito fondamentale affinchè l’impianti rientri nella definizione di agrivoltaico: garantire una distanza tra le file di inseguitori solari (pitch), strutture meccaniche che orientano i moduli favorevolmente rispetto ai raggi solari, tale di preservare la continuità delle attività agricole e consentire il passaggio di mezzi necessari alla manutenzione. Diverse configurazioni, ottenute mediante la variazione della disposizione dei moduli fotovoltaici all'interno dell'inseguitore solare e del pitch, sono state analizzate mediante il software specializzato PVcase, che ha permesso di valutare la capacità fotovoltaica installabile nell'area precedentemente definita tramite AutoCAD. Le prestazioni energetiche delle varie configurazioni sono state successivamente analizzate con PVsyst, considerando o meno sistemi che adottino la strategia di backtracking per evitare l'ombreggiamento reciproco tra i moduli nelle ore con il sole basso sull'orizzonte. Per la configurazione ottimale, è stata progettata la connessione alla rete con l'obiettivo di minimizzare le perdite di energia nel trasporto, garantendo una connessione stabile ed efficiente anche in caso di guasto, attraverso il collegamento ad anello dei diversi sottocampi. Lo studio ha permesso di identificare i parametri chiave che influenzano la taglia di un impianto agrivoltaico, evidenziando che la diminuzione della distanza tra le file di inseguitori solari non sempre ottimizza le prestazioni energetiche, poiché può causare perdite di energia dovute all'ombreggiamento specifico tra i moduli.