Fotovoltaico flottante

Cos’è

Il fotovoltaico flottante è una nuova tecnologia che prevede la presenza di pannelli solari su piattaforme galleggianti. Si tratta di una nuova modalità di sfruttamento dell'energia solare che si è già sviluppata in paesi come Italia, Francia e Svizzera e recentemente anche in Gran Bretagna, in modo particolare a Glasgow, dove è stato installato il Solar Lily Pad, vincitore nel 2008 dell'International Design Award Land and Sea. Questo impianto ha dato il via a una serie di installazioni simili, dotate di una serie di caratteristiche molto interessanti, sia dal punto di vista ambientale, che per quanto riguarda il lato delle compatibilità economiche.
      

Caratteristiche tecniche e principali vantaggi

Si tratta ovviamente di una tecnologia che presenta un largo spettro di vantaggi, tra i quali spicca la possibilità di sfruttare l'acqua al fine di raffreddare i pannelli e la riflettenza della stessa per ottenere un maggiore rendimento energetico. Un impianto fotovoltaico galleggiante consiste in pannelli solari posizionati sull’acqua, montati su piattaforme flottanti. Queste strutture galleggianti sono ancorate al fondale di bacini idrici come laghi artificiali o bacini di centrali idroelettriche.
Il funzionamento è molto simile a quello degli impianti tradizionali, ma legato ai vantaggi unici dell’ambiente acquatico. Gli impianti flottanti si distinguono principalmente per l’assenza di consumo di suolo e per una maggiore efficienza. Il raffreddamento di questi pannelli avviene in modo naturale, grazie all’acqua sottostante. Questo procedimento migliora l’efficienza energetica del sistema fino al 15%. Le strutture galleggianti permettono un facile inseguimento solare, ruotando sia orizzontalmente che verticalmente per massimizzare l’esposizione ai raggi solari. I materiali utilizzati sono progettati proprio per resistere all’acqua e alla corrosione. L’energia prodotta viene trasferita a terra tramite cavi sottomarini, garantendo una connessione sicura alla rete elettrica.

Ovviamente il fotovoltaico fluttuante offre numerosi benefici e trova anche diverse applicazioni innovative, andando a combinare la produzione energetica con il risparmio idrico; tra questi:

L’incremento dell’efficienza energetica

Gli impianti galleggianti mostrano un’efficienza superiore rispetto a quelli tradizionali. L’acqua sottostante raffredda naturalmente i pannelli, aumentando la loro resa fino al 10%. Questo si traduce in una maggiore produttività energetica a parità di superficie installata.

La riduzione dell’evaporazione dell’acqua

Si tratta di un vantaggio molto significativo, perché si va a creare un importante risparmio idrico. I pannelli coprono la superficie dell’acqua,     riducendo l’evaporazione fino al 30%. Questo aspetto è fondamentale     soprattutto in regioni soggette a siccità, preservando preziose risorse     idriche.

L’ottimizzazione dell’uso del suolo

Il fotovoltaico galleggiante non consuma terreno fertile. Si possono sfruttare bacini artificiali, cave dismesse e specchi d’acqua industriali     per installare grandi impianti. In tal modo vengono preservate aree verdi e agricole, ottimizzando l’uso del territorio.

Sinergie con centrali idroelettriche

Integrare questo tipo di fotovoltaico con centrali idroelettriche esistenti porta alla creazione di sistemi ibridi altamente efficienti. Queste centrali ibride combinano produzione solare e idroelettrica, massimizzando l’output energetico e stabilizzando la rete. Inoltre, gli impianti galleggianti possono contribuire al controllo delle fioriture algali nei bacini, migliorando la qualità dell’acqua.

Caratteristiche tecniche da migliorare

Come abbiamo visto dunque il fotovoltaico galleggiante offre un'opportunità di investimento in energia rinnovabile economicamente vantaggiosa, soprattutto dove il terreno è scarso o inadatto per il solare a terra. Ma questi impianti innovativi, pur offrendo numerosi vantaggi, pongono diverse sfide. Esaminiamole insieme.

Aspetti tecnici e di progettazione

La progettazione degli impianti flottanti richiede competenze specifiche.Le strutture devono resistere a onde e corrosione, con ancoraggi sicuri e     collegamenti elettrici affidabili. I materiali utilizzati dunque devono essere particolarmente durevoli e adatti all’ambiente acquatico.

Impatto ambientale e normative

L’impatto sugli ecosistemi acquatici è un altro aspetto fondamentale da valutare. Occorre condurre studi approfonditi per ridurre al minimo gli     effetti sulla flora e sulla fauna locale. Le autorizzazioni seguono     procedure spesso semplificate rispetto agli impianti terrestri, ma si     differenziano tra Paesi.

Costi e ritorno dell’investimento

I costi installazione sono superiori del 10-20% rispetto al fotovoltaico tradizionale. Questo aumento è però compensato da una maggiore efficienza     energetica. Il payback energetico è stimato in circa 1,3 anni, rendendo l’investimento particolarmente invitante nel lungo periodo.

Progetti realizzati

Tra i diversi progetti realizzati in tal senso troviamo una sperimentazione che sta avvenendo in una azienda agricola che ha usato un bacino idrico sito nel Berkshire, presso Wargrave in Gran Bretagna e che sta richiamando l'attenzione di molti addetti ai lavori. Si tratta di un impianto costruito da Ciel e Terre, un’azienda francese che opera ormai da tempo nel settore e che si riflette positivamente non solo in termini di produzione di energia elettrica, ma anche per lo stesso bacino, in quanto la copertura della superficie, impedisce che nei mesi estivi i raggi solari ne provochino l'evaporazione. L'impianto in questione è compostao da 800 pannelli solari che possono fornire una potenza di picco di 200 kW. Il costo di questo impianto è abbastanza elevato, 320mila euro circa,  ammortizzabili in pochi anni visto che il risparmio assicurato ogni anno in termini di consumi energetici è di oltre 30mila euro. Al termine del ciclo di vita dell'impianto, esso potrebbe quindi aver prodotto poco meno di un milione di euro di risparmi, con un guadagno netto intorno ai 700mila euro. La floating solar farm di Wargrave gode di pannelli integralmente biodegradabili oltre che dotati di grande resistenza, tanto da riuscire a produrre energia anche in condizioni particolari, ovvero in presenza di vento a quasi 200 chilometri orari. La presenza dell'acqua è poi una ulteriore garanzia contro il pericoloso surriscaldamento delle celle, che potrebbe arrivare a compromettere la resa dell'impianto. E' del tutto chiaro che una tecnologia di questo genere dimostra tutto il suo valore in casi in cui la terra risulta molto più utile per altri scopi, come appunto nel caso di una azienda agricola.
Anche in India sta per partire un progetto da 50 MW, mentre il Giappone, con la sua conformazione del tutto particolare (si tratta in pratica di un arcipelago) sta procedendo a ritmo accelerato, con un piano che prevede la costruzione di impianti per oltre 7 MW.
Molte delle aree in questione sono tra l’altro non ancora collegate alla rete elettrica nazionale e sistemi di questo genere sono in grado di alimentare intere aree senza comportare lavori e investimenti imponenti.
Per quanto riguarda l’Italia, il primo impianto fotovoltaico flottante è stato realizzato a Solarolo, in provincia di Ravenna, con una dimensione di circa 25 metri di diametro ed una potenza di picco di 19,98 kWp. Formato da un unico modulo, esso gode dell'apporto di 111 moduli da 180 Wp monocristallini di Shunda Italia, potendo accogliere qualsiasi tipo di pannello esistente in commercio. La presenza delle correnti è stata annullata con la vulcanizzazione delle connessioni elettriche e l'integrazione con tubature in polivinile di cloruro tali da rendere completamente a tenuta stagna l'impianto.

Come abbiamo potuto notare dunque il fotovoltaico galleggiante si sta affermando come una soluzione innovativa  tra tutte le energie rinnovabili. Questa tecnologia consente di sfruttare superfici d’acqua inutilizzate, aumentando la produzione di energia pulita senza     occupare terreni preziosi. Il perfezionamento delle tecnologie e la progressiva riduzione dei costi renderanno questi sistemi sempre più competitivi. Nonostante le sfide tecniche e normative ancora da superare, il futuro del fotovoltaico galleggiante sembra promettente, così che questa innovazione nel campo delle energie rinnovabili potrebbe giocare un ruolo chiave nella transizione energetica, contribuendo a un mix energetico più sostenibile e diversificato.