Agrivoltaico in vigneto: rese elevate ma qualità sotto controllo

 

Agrivoltaico in vigneto: rese elevate ma qualità sotto controllo

Autore: Antonio Bruno

Istituzione: Associazione dei Laureati in Scienze Agrarie e Forestali della Provincia di Lecce

Abstract

In this document, a reasoned synthesis of the scientific literature on vitivoltaics / agrivoltaics in vineyards is provided, including the principal citations; (2) a review of global case studies; (3) a quantitative simulation applied to the province of Lecce (with assumptions, calculations, and interpretation); (4) practical recommendations and mitigation strategies; and (5) a complete bibliography (all referenced sources).

A brief note: recent studies and reviews (2024–2025) were considered—cited throughout the text and compiled in the final bibliography.

Nello scritto una sintesi ragionata della letteratura scientifica sul vitivoltaico / agrivoltaico in vigneto con le citazioni principali; (2) rassegna di casi di studio mondiali; (3) una simulazione quantitativa applicata alla provincia di Lecce (con ipotesi, calcoli e interpretazione); (4) raccomandazioni pratiche e strategie di mitigazione; (5) bibliografia completa (tutti i riferimenti citati).

Nota rapida: si sono presi in considerazione studi e review recenti (2024–2025) —citati lungo il testo e raccolti nella bibliografia finale.

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1) Sintesi della letteratura scientifica sul vitivoltaico (chiavi e risultati principali)

Concetto e obiettivi.
Il vitivoltaico è una forma di agrivoltaico che integra moduli fotovoltaici al di sopra dei sistemi viticoli per ottenere un uso duale del suolo: produzione agricola + produzione di energia rinnovabile. La letteratura sottolinea tre obiettivi principali: (i) produzione energetica addizionale senza sottrarre superficie agricola, (ii) modifica del microclima (ombra parziale) per mitigare stress termico e radiazione, (iii) possibile impatto su maturazione, sanità e qualità dell’uva. ScienceDirect+1

Risultati ripetuti da più studi (e review):

• Rese fisiche frequentemente mantenute o anche buone sotto strutture agrivoltaiche se il progetto è ben dimensionato (es. alti pilastri, orientamento e spacing opportuni). Diverse review sottolineano che l’effetto negativo sulla resa non è sistematico e dipende molto da geometria e clima. MDPI+1
• Riduzione della radiazione diretta sotto coperture parziali, con aumento relativo della componente diffusa; questo può migliorare l’efficienza fotosintetica in certe condizioni ma anche ritardare la maturazione in annate fresche/piovose. ScienceDirect+1
• Impatto su qualità e maturazione è variabile per cultivar: alcuni lavori (incluso lo studio italiano su Malvasia di Candia Aromatica e Cabernet Sauvignon) mostrano rese buone ma una tendenza a ritardato accumulo zuccheri e alcuni cambiamenti nella composizione fenolica/antociani. Ciò può ridurre °Brix e alterare profili aromatici, soprattutto in annate con piogge o bassa insolazione. (vedi dati sperimentali di Bonini et al. 2025). publicatt.unicatt.it+1

Fisiologia: gas-exchange e adattamento.
Studi sullo scambio gassoso (leaf and canopy) indicano che, sebbene la radiazione sia ridotta (in alcuni casi fino a ~40–50%), la diminuzione degli scambi gassosi può essere molto più contenuta (<10% in alcuni esperimenti), suggerendo un buon grado di adattamento della vite a coperture parziali grazie a fenomeni come maggiore efficienza della luce diffusa e adattamento stomatico. Tuttavia, l’effetto finale dipende da cultivar, vigore, gestione della chioma e condizioni stagionali. publicatt.unicatt.it+1

Aspetti economici, progettuali e di policy.
La letteratura recente propone framework integrati per valutare la performance economica dei sistemi agrivoltaici in vigneti (includendo produzione energetica, incentivazione, costi strutturali e effetti agronomici). Le analisi mostrano che la redditività è sensibile ai prezzi dell’energia, incentivi nazionali, produttività agricola e scelta tecnologica (moduli bifacciali, tracker, altezza). In Italia esistono misure/incentivi per agrivoltaico che devono essere considerate nelle valutazioni economiche. Frontiers+1

Rischi e limiti segnalati frequentemente:

• peggioramento sanitario in annate piovose se la copertura limita l’evaporazione e aumenta umidità microclimatica (es. maggior muffa o marciume),
• perdita di composti fenolici (antociani) in certe cultivar (es. Cabernet) a causa di minore insolazione sui grappoli,
• questioni strutturali (vento, manutenzione, interferenze meccanizzazione), e rischi per biodiversità se progettato male. MDPI+1

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2) Casi di studio mondiali (breve rassegna)

Italia — Progetto Università di Piacenza / studi Bonini & Poni (2024–2025).
Esperimento su strutture alte 3 m con tracker e 8 pannelli per filare (potenza complessiva riportata ~16 kW per filare): rese buone, riduzione della radiazione del 47% ma riduzione degli scambi gassosi <10%; tuttavia maturazione rallentata (riduzione °Brix in Cabernet) e segnalata maggior vulnerabilità in annate piovose (marciume). Tabella sperimentale e risultati dettagliati sono riportati in Bonini et al. 2025. publicatt.unicatt.it+1

Germania — Geisenheim e progetti in vigna.
Inserimenti sperimentali in Germania (Geisenheim) hanno proposto design con moduli bifacciali e orientamento ottimizzato; i risultati evidenziano buone potenzialità energetiche e impatti agricoli dipendenti dal layout (spacing, altezza). Studi economici qui sono spesso la prima fonte per modelli di valutazione. ResearchGate+1

Giappone — agrivoltaico su colture agricole (es. riso) come riferimento di multiuso del suolo.
Casi giapponesi su riso mostrano che con progettazione adatta si può mantenere produttività agricola e generare elettricità; questi lavori forniscono metodi di valutazione trasferibili al vigneto (simulazioni energia/resa). publicatt.unicatt.it+1

Altri esempi recenti (Europa, Australia, Canada).

• Progetti pilota in Francia e Spagna (vigneti e frutteti) focalizzati su pannelli alti, reti per ventilazione e moduli bifacciali.
• Studi australiani/americani discutono protezione da eccesso di calore e utilizzo in climi aridi.
  Questi casi mostrano che non esiste una soluzione unica: progettazione locale e test cultivar-specific sono fondamentali. archive.corp.at+1

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3) Simulazione applicata alla provincia di Lecce (Puglia) — ipotesi, calcoli e risultati

Obiettivo della simulazione

Stimare l’energia elettrica annua prodotta da un singolo filare/impianto tipo descritto nell’articolo (parametri forniti nel testo che mi hai dato) collocato nella provincia di Lecce; stimare la riduzione potenziale di CO₂ evitata e riportare un confronto semplificato sugli effetti qualitativi della copertura sulla maturazione (usando i dati di Bonini 2025 come riferimento empirico).

Dati di partenza (ipotesi — alcune sono dedotte dal testo che mi hai fornito)

• Struttura: colonna/filare con tracker, altezza 3 m. Su ciascun filare: 8 pannelli, potenza complessiva indicata nel testo ~16 kW (nell’articolo appare “16 kwh” ma interpreto come 16 kW di potenza installata per filare). (dato origine: testo fornito / Bonini). Informatore Agrario+1
• Zona: Provincia di Lecce (Salento) — radiazione solare in Puglia meridionale: valori medi annuali di GHI sono elevati per l’Italia meridionale; dati di riferimento ENEA / Global Solar Atlas e studi locali danno valori tipici di ~1 500–1 700 kWh/m²·anno per la Puglia orientale / Brindisi–Lecce (stima usata per il rendimento PV). Solar Italy+1
• Rendimento specifico annuo del sito per il fotovoltaico (yield): stima conservativa 1 500 kWh/kW·anno per Puglia meridionale (valori realistici per Italia centro-sud: 1 400–1 700 kWh/kW·anno). globalsolaratlas.info+1
• Fattore di emissione elettrico nazionale per calcolo CO₂ evitata: 0.22 kgCO₂/kWh (valore ISPRA 2023–2024 e report nazionali indicano ~0.215–0.27 kgCO₂/kWh; uso 0.22 come valore di riferimento conservativo). ISPRA+1

Calcoli

1. Produzione annua stimata (per il singolo impianto da 16 kW)
   produzione = potenza_installata × yield_specifico
   = 16 kW × 1 500 kWh/kW·anno = 24 000 kWh/anno.
2. CO₂ evitata annua (sostituendo mix elettrico nazionale)
   CO₂_evitate = produzione × fattore_emissione
   = 24 000 kWh × 0,22 kgCO₂/kWh = 5 280 kg CO₂/anno ≈ 5,3 tCO₂/anno.
3. Energia per ettaro (dato orientativo)
   Se ipotizziamo che una configurazione simile serva, per esempio, 1 filare equivalente ogni X metri di filare — la densità varia con il layout — ma in termini semplici, 16 kW installati per filare → 24 MWh/anno per filare (attento: per estendere a scala aziendale andrebbero calcolati spacing dei filari, numero di filari/ha e ombreggiamenti incrociati).
4. Effetto sulla qualità (stima qualitativa basata su Bonini 2025)
• Nel caso riportato da Bonini et al. (Cabernet Sauvignon) i Solidi solubili totali (°Brix) sono passati da 20.9 → 18.5 sotto copertura (differenza ~2.4 °Brix, ≈ -11.5%). Usando questo valore come indicatore, in una vendemmia 2025 simile potresti aspettarti un ritardo nell’accumulo di zuccheri e quindi un potenziale necessario di aggiustamento vendemmia (più tardo) o vinificazione diversa. publicatt.unicatt.it+1

Interpretazione e limiti della simulazione

• La produzione energetica stimata (24 MWh/anno per 16 kW in Puglia) è plausibile ma sensibile a: inclinazione moduli, efficienza pannelli, perdite inverter, shading reciproco, qualità del tracker, e condizioni meteorologiche locali. Ho usato 1 500 kWh/kW·anno come valore conservativo per la Puglia meridionale. globalsolaratlas.info+1
• La stima di CO₂ evitata usa un fattore nazionale (0.22 kgCO₂/kWh). Se per la tua azienda calcoli con il residual mix (più “sporco”), il risparmio sarebbe maggiore; se il mix nazionale si de-carbonizza ulteriormente, il beneficio relativo diminuisce. ISPRA
• L’effetto sulla qualità dell’uva è altamente cultivar-, gestione- e annata-dipendente: il dato di Bonini (Cabernet: -2.4 °Brix) è sperimentale su specifiche condizioni (altezza 3 m, tracker, riduzione radiazione ~47%) e non è garanzia che ogni impianto in Salento produrrà lo stesso effetto. Le annate più calde e soleggiate potrebbero invece vedere effetti neutri o persino positivi (riduzione stress da eccesso di calore). publicatt.unicatt.it+1

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4) Raccomandazioni pratiche e misure di mitigazione (da letteratura + best practice)

1. Progettare altezza e spacing: mantenere strutture alte (≥3 m) e spacing che riduca shading e permetta ventilazione e passaggio macchine. Studi mostrano che altezza e orientamento (est-ovest, uso di moduli bifacciali) possono ridurre l’impatto agronomico. archive.corp.at+1
2. Scegliere cultivar e gestione della chioma: selezionare cultivar meno sensibili alla perdita di insolazione per la parte qualitativa, o adattare potature, defogliazione e gestione del carico per compensare. Bonini et al. mostrano differenze fra Malvasia e Cabernet. publicatt.unicatt.it
3. Uso di tecnologie adattive: moduli parzialmente retrattili, tracker (per spostare ombra), pannelli traslucidi su porzioni, o soluzioni bifacciali possono ottimizzare produzione energetica minimizzando impatto sulla qualità. archive.corp.at+1
4. Monitoraggio microclimatico e sanitario: installare sensori per radiazione PAR (diretta + diffusa), umidità relativa e tª, e monitorare scambi gassosi se possibile — così da prendere decisioni agronomiche tempestive (es. vendemmia anticipata/ritardata, trattamenti per muffe). Studi sperimentali mostrano che il monitoraggio è essenziale per comprendere l’adattamento della vite. publicatt.unicatt.it+1
5. Valutazione economica ex-ante: utilizzare framework che considerino incentivi locali (in Italia esistono misure per agrivoltaico), prezzo energia, CAPEX strutturale e potenziali perdite o modifiche alla qualità del prodotto. Frontiers+1

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5) Bibliografia / riferimenti citati (selezione completa delle fonti usate)

Nota: indico qui le principali fonti web e paper che ho consultato per questa risposta. Se vuoi, posso preparare un file PDF/Word con questi riferimenti formattati in stile bibliografico (APA, Vancouver, ecc.).

1. Bonini, P.; Poni, S. (2025). Vine Performance, Single-Leaf and Whole-Canopy Gas Exchange Under Agrivoltaics Cover in Malvasia di Candia Aromatica and Cabernet Sauvignon Grapevines. Australian Journal of Grape and Wine Research / versione disponibile su PublicAtt / ResearchGate. publicatt.unicatt.it+1
2. Articolo divulgativo: “Buone rese nel vitivoltaico ma attenzione alla qualità”, L’Informatore Agrario (18 Novembre 2025) — ripreso su InformatoreAgrario.it. Informatore Agrario+1
3. Asa’a, S. et al. (2024). A multidisciplinary view on agrivoltaics: Future of energy and agriculture integration. (Review). Renewable and Sustainable Energy Reviews / ScienceDirect. ScienceDirect
4. Zahrawi, A.A. et al. (2024). A Review of Agrivoltaic Systems: Addressing Challenges and Opportunities. Sustainability (MDPI). MDPI
5. Strub, L. et al. (2024). Assessing the economic performance of agrivoltaic systems in vineyards — framework and simulated scenarios. Frontiers in Horticulture / Research. Frontiers
6. Lauer, F. (2025). AgriVoltaics in the Wine Industry. Proceedings REAL CORP 2025 (paper PDF). archive.corp.at
7. Review e report sullo stato dell’agrivoltaico (2024–2025): Livera, A. (2025) Current trends and challenges of agrivoltaic systems. ScienceDirect; Mahim, T.M. (2025) Review of Challenges and Prospects in Agrivoltaics. ScienceDirect+1
8. Dati irradiativi e risorse solari per l’Italia/Puglia: ENEA — Solaritaly: Tabelle radiazione solare in Italia; Global Solar Atlas (World Bank / WRI) per GHI e valutazioni di potenziale; studio che riporta valore G per Brindisi (vicino Lecce) — Colangelo et al. (2024). Solar Italy+2globalsolaratlas.info+2
9. Politiche / incentivi in Italia: GSE — Sviluppo agrivoltaico (PNRR / misure). GSE
10. Report ISPRA / TERNA / IEA su emission factors e mix elettrico (per calcolo CO₂ evitata): rapporti ISPRA 2024/2025, Terna (dati 2023), IEA Italy review. (fattore emissivo usato ≈ 0.22 kgCO₂/kWh). ISPRA+2download.terna.it+2
11. Casi giapponesi e casi su riso come riferimento di multi-uso del suolo: studi su agrivoltaic rice case studies (Environments 2021 e successivi). publicatt.unicatt.it+1

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Conclusione sintetica (2 righe)

Il vitivoltaico può garantire buone rese e una produzione energetica interessante in territori soleggiati come la provincia di Lecce (stima: ~24 MWh/anno per 16 kW installati), con un potenziale risparmio di CO₂ di ~5,3 tCO₂/anno per impianto tipo; tuttavia la qualità dell’uva può essere alterata (es. riduzione °Brix e antociani per alcune cultivar in condizioni umide/fredde), pertanto è essenziale progettare l’impianto in modo locale (altezza, spacing, tipo modulo, gestione della chioma) e avviare sperimentazioni pilota prima di scalare. publicatt.unicatt.it+1