L'energia solare occupa molto spazio: ecco come renderla più vantaggiosa dal punto di vista ecologico per la terra su cui si trova

Mentre le società cercano modi per ridurre le emissioni di gas serra e rallentare il cambiamento climatico, l’energia solare su larga scala gioca un ruolo centrale.Gli scienziati del clima lo vedono come lo strumento con cui il maggiore potenziale per ridurre le emissioni di anidride carbonica entro il 2030.Negli Stati Uniti, il Dipartimento dell’Energia prevede che l’energia solare lo farà rappresentano quasi il 60% di tutta la nuova capacità di generazione di energia elettrica su scala industriale installata nel 2024.

Ma i luoghi ideali per lo sviluppo solare spesso si sovrappongono terreni coltivati ​​o praterie utilizzate per il pascolo del bestiame.In genere, i pannelli solari su larga scala sono progettati per massimizzare la produzione di energia, senza molta considerazione per gli ecosistemi in cui sono collocati.

Ad esempio, livellare il terreno e rimuovere la vegetazione può farlo causare erosione e inviare deflussi nei corsi d’acqua.Gli sviluppatori solari sono stati multati per tali violazioni ambientali Georgia, Massachusetts, Alabama, Idaho e Illinois.

Ci sono anche preoccupazioni sugli effetti delle grandi installazioni solari modelli di movimento degli animali.Negli Stati Uniti occidentali, la rimozione della vegetazione autoctona per fare spazio ai parchi solari può minacciare gli animali e gli insetti in via di estinzione che fanno affidamento su queste piante come cibo e habitat.Le comunità vegetali autoctone impiegano molto tempo per ristabilirsi in queste aree limitate dall'acqua dopo essere state disturbate.

Sono un ecologista e membro di un gruppo di ricerca guidato da Alan Knapp presso l'Università statale del Colorado.Indaghiamo su come lo sviluppo solare influisce sulla salute dell’ecosistema delle praterie, in particolare su come le piante crescono, sui modelli di utilizzo dell’acqua e sulla risposta al cambiamento della luce una volta installati i pannelli solari in alto.Attraverso questo lavoro, speriamo di contribuire a un futuro più sostenibile per l’energia solare.

Due usi del territorio sono meglio di uno

Una crescente alternativa all’utilizzo del territorio esclusivamente per la produzione di energia solare è chiamata agrivoltaico.Come suggerisce il nome, questa strategia combina agricoltura ed energia solare sullo stesso pezzo di terra.I progetti agrivoltaici possono avere luogo su terreni coltivati, pascoli e habitat per impollinatori importanti dal punto di vista agricolo.Questo approccio a duplice uso allo sviluppo solare è diventato popolare in tutto il mondo

IL stragrande maggioranza di progetti agrivoltaici negli Stati Unitisi trovano su terreni gestiti per il pascolo del bestiame e l'habitat degli impollinatori.Questi siti sono ideali per la co-localizzazione dell’energia solare perché, a differenza dei terreni coltivati, non richiedono l’irrigazione o l’uso di macchinari di grandi dimensioni.

Tuttavia, queste terre fanno affidamento sulle precipitazioni per sostenere la crescita delle piante e la presenza di pannelli solari influisce sul modo in cui l’acqua raggiunge il suolo.La maggior parte degli impianti agrivoltaici utilizza programmi di inseguimento solare che massimizzano la produzione di energia inclinando i pannelli per seguire il sole nel cielo.Quando ciò accade, i pannelli creano microambienti distinti che sono molto diversi dalle condizioni naturali.

Ad esempio, in Colorado, la maggior parte delle precipitazioni si verifica nel pomeriggio, quando i pannelli solari sono inclinati a ovest, verso il sole.Di conseguenza, la maggior parte delle precipitazioni sui siti agrivoltaici si concentra sui bordi occidentali dei pannelli, dove cade al suolo.Questa ridistribuzione può moltiplicare le precipitazioni ai bordi dei pannelli fino a un fattore quattro, limitando al contempo le precipitazioni in altre zone.

Un altro fattore è che i pannelli solari introducono ombra sui prati adattati a condizioni di luce elevata.Poiché i pannelli sono ottimizzati per intercettare la luce solare, molta meno luce raggiunge le piante sotto i pannelli.

L’ecologia dietro l’ecovoltaico

Finora, il nostro lavoro mostra che i distinti microambienti creati dai pannelli solari producono in modo simile vari modelli di crescita delle piante.Questo risultato è incoraggiante:Ciò significa che la variazione ambientale creata dai pannelli solari che seguono passivamente il sole è sufficiente per far sì che le piante rispondano in modo diverso.Questi microambienti potrebbero potenzialmente supportare un mosaico di comunità vegetali che beneficiano di condizioni diverse.

In alcuni casi, condizioni miste come queste, con diversi livelli di luce e acqua, possono essere una buona cosa.Un concetto ben collaudato nell’ecologia del ripristino – la scienza del ripristino degli ecosistemi danneggiati – è che gli ambienti con maggiore varietà supportano mix più diversificati di piante e animali.

In un documento del 2023, abbiamo delineato un concetto che richiede un approccio ecologicamente informato allo sviluppo solare.Questo approccio, chiamato ecovoltaico, richiede di dare pari priorità alla produzione di energia e servizi ecosistemici.

Un approccio ecovoltaico consente ai gestori del territorio di utilizzare l’energia solare a proprio vantaggio.Progettare e gestire i pannelli solari secondo modalità radicate in concetti ecologici fondamentali può produrre maggiori sinergie tra gli ecosistemi e l’energia solare.

I gestori del territorio potrebbero utilizzare approcci ecovoltaici per migliorare i terreni degradati progettando pannelli solari per migliorare i processi naturali.Ad esempio, poiché i bordi dei pannelli solari ridistribuiscono e concentrano le precipitazioni, rendendo più umido il terreno sottostante, potrebbero favorire l’insediamento delle piantine in quei punti.

Nelle regioni aride, si potrebbero progettare sistemi per promuovere questo effetto e migliorare il ripristino.Se l’acqua scarseggia, si potrebbero progettare sistemi per ridurre la quantità di terreno esposto, che a sua volta ridurrebbe la quantità di acqua persa nell’atmosfera attraverso l’evaporazione.

Fare il solare in modo diverso

Molti fattori influenzano le decisioni di gestione del territorio.La storia del territorio, l’accesso all’acqua, i tipi di suolo, la vegetazione e la topografia giocano tutti un ruolo.L’ecovoltaico aggiunge un altro fattore:bilanciare la produzione di energia per unità di superficie con gli effetti ecologici di un particolare impianto solare.

Un approccio ecovoltaico all’energia solare richiede un ripensamento fondamentale del modo in cui vengono prese le decisioni sullo sviluppo solare.Oggi, l’accesso alle linee di trasmissione elettrica limita lo sfruttamento dell’energia solare in molte aree.Se le linee di trasmissione e le sottostazioni sono troppo lontane o sottodimensionate, è improbabile che venga sviluppata l’energia solare.

Nuovi progetti di trasmissione tale allentamento di questo vincolo geografico potrebbe fornire più opzioni.Con una maggiore flessibilità nella scelta dei siti, gli sviluppatori potrebbero abbandonare gli ecosistemi naturali altamente sensibili e installare invece pannelli solari su terreni abbandonati, con risorse idriche limitate o altrimenti degradati.L’ecovoltaico potrebbe essere una soluzione per stabilizzare l’economia delle comunità in cui sono stati coltivati ​​terreni produttivi si ritirò per risparmiare risorse

L’energia solare sta raggiungendo livelli che la rendono centrale per una transizione verso l’energia pulita.Io e i miei colleghi crediamo che lo sviluppo solare dovrebbe procedere in modo da riflettere il pensiero ecologico.A nostro avviso, un approccio ecovoltaico al solare può produrre risultati ecologici positivi e rendere l’energia solare ancora più sostenibile.