Irrigazione a goccia fotovoltaica in vigneto
Un impianto d’irrigazione a goccia total Green che funziona solo con l’energia del sole.
Il 2022 si è presentato sin dalla primavera come l’anno delle sfide in tutti gli ambiti produttivi per il superamento delle difficili condizioni dovute all’aumento del costo energetico e la riduzione delle materie prime.
Nel settore dell’irrigazione in Agricoltura ci si sta scontrando anche con una limitata disponibilità idrica dovuta a condizioni climatiche estreme, con temperature oltre la media stagionale e apporti meteorici pressoché azzerati.
Ci troviamo di fronte ad uno scenario che per fortuna non ci trova impreparati. Da anni si parla di sostenibilità e di irrigazione di precisione, e con l’avvento delle tecnologie 4.0 in agricoltura, ed in particolare nel settore dell’irrigazione, sono state introdotte soluzioni in grado di utilizzare al minimo la risorsa idrica, riducendo così i costi energetici e di gestione.
Un impianto di irrigazione a goccia completamente funzionante, con l’energia fotovoltaica e gestito con apparecchiature 4.0, è la risposta per il superamento di ogni avversità economica e climatica di questo momento storico.
Esso infatti riunisce tutte le caratteristiche che permettono di ottenere il massimo della sostenibilità del processo produttivo, la cui impronta ecologica è ridotta al minimo grazie all’uso dell’irrigazione a goccia che limita gli spechi e dell’impianto fotovoltaico che fornisce l’energia elettrica necessaria per la movimentazione e messa in pressione dell’acqua.
Ma vediamo più da vicino un impianto a goccia fotovoltaico realizzato dal nostro tecnico commerciale Riccardo Durigon in provincia di Treviso, presso l’azienda agricola Aletheia.
Il caso che vi presentiamo si trova a Trevignano (TV) ed ospita un vigneto di tre ettari irrigato con ala gocciolante.
In fase di progettazione avvenuta nell’inverno 2021, dove ancora non si mostravano come in questi giorni gli effetti del clima e dei mercati economici, l’azienda Aletheia ha da subito indirizzato le scelte del nostro tecnico Riccardo Durigon verso l’adozione di soluzioni con caratteristiche di elevata sostenibilità ed innovazione.
Già dall’analisi delle spese per l’allacciamento alla rete di distribuzione elettrica, non proprio comoda per portare il contattore alla stazione di pompaggio, si ravvisava l’opportunità di utilizzare un impianto fotovoltaico per la produzione dell’energia elettrica.
Dalle ulteriori analisi tecnico-economiche ed agronomiche, il passo alla scelta dell’alimentazione fotovoltaica dell’impianto di irrigazione è stato breve.
La maggiore sfida, volendo evitare l’utilizzo di batterie di accumulo, è stata quella di sfruttare al massimo la radiazione solare per trasformarla nell’energia necessaria al pompaggio affinché fosse soddisfatto il fabbisogno irriguo della vite.
Di seguito illustriamo le parti principali che costituiscono questo impianto fotovoltaico a goccia.
- La centrale elettrica di alimentazione fotovoltaica
- L’unità di pompaggio
- Il gruppo di filtrazione
- La rete di distribuzione con tubazioni interrate e le ali gocciolanti
La centrale di alimentazione fotovoltaica è costituita da 34 pannelli fotovoltaici da 380 W.
Sono disposti su due file di 17 elementi delle dimensioni di circa 1mt x 2mt ed occupano un’area di 26 mt x 6 mt dedicata allo scopo e recintata (ulteriori caratteristiche tecniche).
I pannelli sono installati su delle zavorre di cemento armato come si vede dall’immagine e collocati in una posizione facilmente raggiungibile per le operazioni di manutenzione.
Essi forniscono un’energia a pieno irraggiamento di circa 13 kw/h ed alimentano, attraverso opportuno dispositivo inverter, una pompa sommersa posizionata all’interno di un pozzo scavato nel terreno.
Il funzionamento della centrale fotovoltaica è monitorabile da remoto attraverso un software e un’app che forniscono in diretta le informazioni di sistema.
Ogni parametro è costantemente monitorato, ed eventuali malfunzionamenti o anomalie vengono segnalate con invio messaggi attraverso sms o mail.
La pompa sommersa impiegata eroga una portata massima di circa 18 mc/h ad una pressione di 4 bar con un consumo di 5 kw.
Di seguito un’immagine dei quadri inverter di regolazione del sistema fotovoltaico e del comando della pompa.
Il sistema di alimentazione fotovoltaico e quello di pompaggio, insieme ai loro quadri di controllo, sono stati dimensionati, progettati e forniti dall’azienda Nastec s.r.l. che ci ha affiancato in questo progetto.
Un nuovo modo di progettare gli impianti di irrigazione a GOCCIA
La progettazione di un simile sistema di irrigazione deve tenere conto principalmente del fabbisogno idrico della coltura e di come poter gestire l’acqua in relazione al variare dell’irraggiamento del sole, che cambia non solo durante il giorno, ma anche nel corso della stagione.
Come si anticipava, il sistema di alimentazione fotovoltaica in questione è privo di batterie di accumulo poiché avrebbero aumentato significativamente i costi d’impianto.
Per questo motivo, il dimensionamento e la scelta delle apparecchiature sono stati molto oculati, soprattutto nello studio dei dati di irraggiamento per sfruttare al meglio le ore di sole.
In particolare, il sistema presenta una grande capacità di modulare la sua attività sulla base della diversa disponibilità di energia derivante dal sole.
Nell’arco della giornata, infatti, la potenza elettrica varia con il variare della radiazione solare, e questo è perfettamente sfruttato dalla pompa sommersa che, collegata ad un quadro inverter, è in grado di adattare il prelievo di acqua che sarà basso per le ore vicine all’alba e al tramonto, ed elevato nelle ore centrali.
La progettazione idraulica dell’impianto e l’utilizzo dell’automazione dell’apertura dei settori irrigui sono completamente rivoluzionate nel doversi coordinare con questa modularità.
Per la filtrazione, trattandosi di acqua da pozzo, il nostro tecnico Riccardo Durigon ha optato per un filtro idrociclone separatore di sabbia.
Inoltre, per garantire un’ulteriore filtrazione, è stata scelta un’ulteriore unità di protezione a dischi Spin Klin™ autopulente.
Le due unità filtranti sono state assemblate dalla nostra officina che ha costruito su misura i collettori e il telaio di supporto.
Per quanto riguarda l’aspersione in campo, lungo le file del vigneto sono state previste delle ali gocciolanti pesanti appese modello DripNet PC™AS 20010 dell’Azienda Netafim, scelte in quanto autocompensanti, autopulenti e antisifone.
Hanno diametro di 20mm con gocciolatori ogni 40cm della portata di 1,6 lit/ora.
Considerando la distanza tra le file del vigneto, il quantitativo d’acqua erogato dall’impianto è pari ad una pluviometria di 1,33 mm/h.
Il consumo dell’impianto per l’intera superficie è di circa 700 lit/min.
Data la portata della pompa, l’appezzamento è stato diviso in 3 settori irrigui distribuiti come nell’immagine sotto riportata.
La programmazione dei settori è completamente automatizzata e gestita con la centralina Sapir2 dell’azienda TalGil.
In questo impianto vi è la possibilità di comandare e monitorare le irrigazioni da remoto attraverso smartphone, tablet, pc e notebook, e per questo rientra a pieno titolo nella detrazione fiscale Agricoltura 4.0.
Di seguito lo screenshot dell’applicativo per smartphone con la schermata generale.
Qui sotto riportiamo anche un’altra schermata che mostra la valvola aperta del settore ed i relativi consumi cumulati.
L’impianto a goccia fotovoltaico è la risposta più concreta all’ormai evidente tendenza dei cambiamenti socioeconomici ed ambientali a cui stiamo andando incontro
Per l’alto livello di innovazione tecnologica, l’elevato grado di sostenibilità ambientale e la bassa impronta ecologica, questa tipologia di impianto è la miglior soluzione in un’ottica di un utilizzo di minimi quantitativi d’acqua e a costi energetici pressoché azzerati.
La tecnologia dimostra di essere sempre al passo con i tempi, spesso addirittura di anticiparli, e disponibile quando si verificano le condizioni per la sua messa in campo.
Il fotovoltaico, ad esempio, non rappresenta nulla di nuovo nel panorama delle risorse energetiche rinnovabili, ma è evidente che il suo ingresso in un campo come l’irrigazione è ora giustificato dall’aumento dei costi energetici, da un minor prezzo di mercato dei pannelli e dalla possibilità di finanziamenti, contributi europei e agevolazioni fiscali (agricoltura 4.0).
