L’obiettivo è duplice: abbattere l’impronta ambientale delle serre, diminuendo la dipendenza dai combustibili fossili, e riuscire a ridurre l’incidenza dei loro consumi sulla capacità della rete elettrica locale, generando direttamente energia per le attività agricole.
È questa la finalità di un progetto ideato e guidato da Rupp Carriveau, direttore dell’Istituto di energia ambientale dell’Università di Windsor e condirettore del Turbulence and Energy Lab. Finanziato dalla Greenhouse Renewable Energy Technologies Initiative, questo è uno dei tre studi avviati in Ontario con l’obiettivo di ridurre le emissioni relative alle serre.
La messa a punto della soluzione dovrebbe essere anche il presupposto per una crescita del settore perché attualmente l’ampliamento delle attività è ostacolato proprio dalle capacità delle infrastrutture elettriche locali. Ma secondo il professore, grazie al nuovo sistema, la serra da semplice consumatore dovrebbe diventare anche produttore di energia arrivando a ridurre fino al 20 per cento la dipendenza dalla rete elettrica locale.
L’idea di Carriveau è realizzare un nuovo sistema di energia solare rinnovabile.
Il sistema, oggi in fase di sperimentazione, utilizza pannelli solari termici neri che vengono riscaldati dal sole, il calore serve per riscaldare la serra. Vengono anche impiegati pannelli solari fotovoltaici per integrare la quantità di energia che la rete può fornire e un sistema di batterie che immagazzina l’elettricità prodotta.
Lo studio di fattibilità è ancora in corso, ma i risultati preliminari indicano che le migliori prestazioni provengono dalla combinazione delle diverse tecnologie impiegate con incidenze diverse: i pannelli solari termici al 90%, i pannelli fotovoltaici al 10%, sei ore di autonomia per le batterie.
Ovviamente i dati possono variare a seconda delle serre: struttura, dimensioni, specifiche esigenze delle diverse coltivazioni.
La capacità di immagazzinare l’energia solare dipende prioritariamente da due fattori: le batterie chimiche che immagazzinano l’elettricità e i serbatoi d’acqua che raccolgono il calore latente all’interno delle serre. Questa capacità è dovuta a materiali, che Carriveau considera entusiasmanti, i Phase Change Materials, perché permettono di accumulare notevoli quantità di calore mantenendo una temperatura costante.
Attualmente il team di Carriveau sta collaborando con l’azienda Under Sun Acres che nelle sue serre, a Leamington, coltiva peperoni utilizzando sistemi all’avanguardia per l’illuminazione e il riscaldamento degli ambienti. Ma il prossimo anno in quelle serre partirà un vero e proprio progetto pilota. La prima installazione di pannello solare mobile verrà effettuata su un loro pozzo. Una scelta ottimale per la maggior parte dei coltivatori, secondo Carriveau, perché non richiede terreni aggiuntivi da dedicare ai pannelli solari e perché il pozzo così coperto garantisce acqua più fresca e con una minore contaminazione ambientale. In tal modo si riducono anche le attività e le spese per il raffreddamento e la purificazione dell’acqua.
Ma il professor Carriveau sta lavorando anche un altro progetto per aumentare l’efficienza e la sostenibilità delle serre, in particolare quelle che operano nella contea dell’Essex, dove c’è la più alta concentrazione del settore del Nord America. Qui le serre assorbono circa i tre quarti dell’approvvigionamento idrico della contea. È il progetto Smarter Water.
Il cuore della soluzione è un contatore intelligente che verrà installato in più serre e che misurerà in tempo reale, e non mensilmente, i consumi d’acqua. La raccolta di tutti i dati consentirà di monitorare in modo puntuale su base giornaliera anche i fattori che guidano i consumi specifici: luce solare, temperatura, vento e fase di crescita dei prodotti. I dati verranno anche ordinati in base alle dimensioni delle serre, al tipo di coltura, al tipo di fonte d’acqua utilizzata.
Tutto questo patrimonio di informazioni aiuterà a prevedere la domanda e a pianificare in modo più accurato l’erogazione dell’acqua nella contea.
Un’immagine della serra di Under Sun Acres a Leamington, dove si coltivano peperoni utilizzando sistemi all’avanguardia per l’illuminazione e il riscaldamento degli ambienti.