Come le moderne tecnologie agricole stanno ridefinendo l'agricoltura per sempre

Abbracciare il fotovoltaico come la moderna tecnologia agricola che rivoluzionerà l’agricoltura. (Fonte – Shutterstock)

DiMuhammad Zulhusni | 2 agosto 2023

Con un salto pionieristico per la moderna tecnologia agricola, un team di ricercatori indiani ha sviluppato un sistema progettato per migliorare la crescita dei raccolti in aree prive di accesso a una rete elettrica. Il sistema, costruito sui principi del fotovoltaico, utilizza un pannello fotovoltaico, un modulo hardware aggiuntivo (AOMH), una batteria, convertitori CC-CC, dispositivi di alimentazione, automazione e sensori. Incorporando inoltre una pompa dell'acqua, una ventola di ventilazione, nebulizzatori e solenoidi per l'irrigazione a goccia, è una soluzione completa per la regolazione del clima in agricoltura.

Questa soluzione, progettata presso la Netaji Subhas University of Technology in India, è una tecnologia agricola fotovoltaica, protetta e controllata dall’ambiente (PECFT) progettata esplicitamente per aziende agricole remote e off-grid.

Le condizioni ambientali estreme imprevedibili e la mancanza di acque sotterranee influiscono in modo significativo sulle economie agricole. Questa realtà è particolarmente vera per le piccole aziende agricole non elettrificate in aree remote, dove la produzione agricola può spesso essere sporadica e insufficiente a causa dei rischi intrinseci dell’agricoltura in campo aperto.

Università di Tecnologia di Netaji Subhas. (Fonte – rivista pv)

Contemporaneamente allo sviluppo di sistemi di irrigazione fotovoltaici dipendenti dalle acque sotterranee, si stanno compiendo sforzi per massimizzare l’utilizzo del sistema fotovoltaico. Riconoscendo l’urgente necessità di tecnologie agricole a basso costo, la proposta PV_PECFT offre una soluzione olistica per l’agricoltura a basso costo combinando produzione alimentare, generazione di energia fotovoltaica e conservazione dell’acqua nel settore agricolo.

Anuradha Tomar, l’autore principale della ricerca, ha informato la rivista pv che questa soluzione, sebbene progettata pensando alle persone a basso reddito, potrebbe essere implementata in qualsiasi luogo. La soluzione cerca di colmare le lacune dell’agricoltura a basso budget fornendo un sistema completo che migliora la produzione di cibo ed energia fotovoltaica, gestendo al tempo stesso in modo efficiente le risorse idriche.

Muhammad Zulhusni | 6 giugno 2023

Secondo il documento di ricerca “Tecnologia agricola sostenibile controllata dall’ambiente basata sul fotovoltaico come stimolo all’economia per i settori agricoli”, pubblicato sulla rivista Smart Agricultural Technology, il controllo del microclima è una caratteristica fondamentale del sistema proposto. Questo controllo si ottiene considerando vari parametri ambientali, tra cui temperatura, umidità, livelli di fotosintesi, CO2, livello di umidità, ventilazione, irrigazione e fertirrigazione.

Il prototipo di questo sistema, con dimensioni di 2.400 mm × 1.700 mm × 2.365 mm, può ospitare 24-28 piante in un volume totale di 5,57 metri cubi.

Sebbene PV_PECFT possa sembrare semplice, si tratta di un progetto multidisciplinare che comprende vari campi come scienza, ingegneria elettrica ed elettronica, IoT, meccanica, ingegneria strutturale, ottica, chimica, botanica, orticoltura, scienza del suolo, metrologia e ingegneria idrica. Inoltre, colmare il divario comunicativo tra questa tecnologia agricola e i suoi potenziali utenti spesso richiede il coinvolgimento di ONG o agenzie governative.

Il sistema utilizza una fonte di energia sostenibile con controllo strategico della potenza e commutazione per ridurre al minimo le perdite elettriche e termiche. Garantisce inoltre un controllo ottimale del microclima e livelli di fotosintesi in base allo stadio di crescita della coltura e alle condizioni ambientali prevalenti.

Il sistema è ospitato all'interno di una struttura e comprende un AOMH, un pannello solare, una batteria, convertitori DC-DC, dispositivi di alimentazione, automazione e sensori. Include anche una pompa dell'acqua, una ventola di ventilazione, degli irrigatori e solenoidi per l'irrigazione a goccia per il controllo del clima. Il pannello fotovoltaico, dotato di una lastra di vetro che funge da rifrattore e riflettore, fornisce energia per il controllo della temperatura e la generazione di energia.

Gli scienziati sottolineano l'importanza di adeguare l'energia del sistema per garantire un'adeguata fotosintesi e soddisfare le esigenze della coltura. Gestiscono questi aggiustamenti tramite un modello di indice di monitoraggio dello stato di equilibrio energetico (E2SMI), che attiva azioni adeguate nel punto ottimale, contrastando l'impatto delle variazioni meteorologiche esterne e massimizzando il risparmio energetico.