Fotovoltaico galleggiante per non sottrarre spazio all’agricoltura e alle foreste

Con l’impiego del fotovoltaico galleggiante è possibile conciliare l’uso dell’energia solare da pannelli solari con la salvaguardia del territorio. Approfondiamo meglio!

Che cos’è un impianto fotovoltaico galleggiante

Si tratta di un impianto in cui i pannelli solari sono posti su di uno specchio d’acqua, in modo da galleggiare.

Chiamato anche dall’inglese Floating Photovoltaic (FPV), è costituito da un insieme di moduli fotovoltaici installati su una struttura a pelo d’acqua, tipicamente un lago artificiale, una diga, un bacino idrico o anche su aree di mare calmo vicino alla costa, in genere poco soggetto a moto ondoso.

A cosa serve il fotovoltaico galleggiante

Questo tipo d’impianto non ruba spazio, terreno agricolo o bosco, come quello posto tipicamente sul suolo, perchè è progettato per galleggiare sugli specchi d’acqua.

Ci sono però delle sfide tecniche e ambientali associate, come l’ancoraggio e la stabilizzazione delle strutture, la resistenza a condizioni meteorologiche avverse, la gestione del cavo e l’impatto sugli ecosistemi acquatici.

Ciò nonostante, la tecnologia FPV è in crescente espansione e rappresenta una soluzione innovativa nel campo delle energie rinnovabili.

Come funziona un impianto fotovoltaico galleggiante

I pannelli fotovoltaici sono fissati a delle boe oppure ad una struttura galleggiante, poi fissata a supporti ancorati a loro volta al fondo o alle sponde. Possono essere installati su diversi tipi di specchio d’acqua.

• Bacini ricavati in ex cave industriali allagate. Le cave e le aree industriali dismesse contengono specchi d’acqua spesso inutilizzati. Questi possono essere trasformati in uno spazio per la produzione di elettricità da fonti rinnovabili, installando proprio pannelli solari galleggianti.
• Bacini per il trattamento delle acque reflue. Essenziali per il buon funzionamento degli impianti di trattamento delle acque reflue, possono essere utilizzati anche per ospitare il solare galleggiante, oltre a poter utilizzare i rifiuti raccolti per produrre biogas.
• Laghi e bacini. Artificiali o naturali, i laghi e gli specchi d’acqua di piccole dimensioni possono talvolta essere dotati di pannelli solari. Per motivi ecologici, è necessario effettuare uno studio ambientale per garantire che i moduli fotovoltaici siano installati in modo da rispettare la biodiversità.
• Aree portuali. Installando pannelli solari galleggianti in una zona del porto poco usata, è possibile ridurre al minimo i costi energetici e avere una transizione energetica verso fonti sostenibili.
• Parchi solari offshore. Come per i parchi eolici offshore, è possibile installare sulla superficie del mare dei pannelli solari fotovoltaici galleggianti. Per il momento è ancora difficile sviluppare queste centrali fotovoltaiche in alto mare per via del forte moto ondoso, che ne influenza la produzione e corrode per via del sale, danneggiando i materiali utilizzati per costruire la piattaforma.

L’elettricità prodotta può essere immessa direttamente in rete o riutilizzata dai proprietari del bacino.

Quali sono i vantaggi del fotovoltaico galleggiante

I vantaggi di un impianto galleggiante sono diversi, ma il principale obiettivo è quello di ridurre i costi per la produzione di energia solare e sfruttare bacini artificiali (bacini idroelettrici e cave), e aree destinate alla raccolta di acque per l’agricoltura, di cui il territorio è pieno.

• Non occupano terreni preziosi: possono infatti essere installati in aree dove lo spazio su terra è limitato o troppo prezioso per essere destinato a un parco fotovoltaico.
• Ottimizzazione dell’insolazione: lo specchio. d’acqua gode spesso di un’abbondante insolazione, grazie anche alla rifrazione dei raggi, e ci sono pochi ostacoli che possono creare ombra (alberi, edifici).
• Riduzione dell’evaporazione: poiché coprono parte o tutta la superficie dell’acqua, possono aiutare a ridurne l’evaporazione, e questo risulta particolarmente vantaggioso in zone soggette a siccità.
• Efficienza energetica: la presenza d’acqua sotto i pannelli può contribuire a mitigarne l’innalzamento della temperatura, migliorando così l’efficienza energetica. I pannelli solari tendono infatti a lavorare meno efficientemente con l’aumento delle temperature. Infatti funzionano in modo ottimale fino a circa 25°. Al di sopra di questa temperatura perdono fino allo 0,5% del loro rendimento per ogni grado in più.
• Riduzione della crescita delle alghe: la presenza del modulo sulla superficie del bacino idrico blocca la luce solare e contribuisce a controllare la crescita eccessiva di alghe in quegli specchi d’acqua, utile soprattutto in caso di bacini che forniscono acqua potabile.
• Facilità di collegamento: se installati su bacini artificiali vicino a centrali elettriche o altre infrastrutture, possono essere collegati facilmente alle reti elettriche esistenti.
• Benefici ambientali: costituiscono l’habitat ideale per diverse forme di vita acquatiche e ridurre il rischio di morte degli uccelli rispetto ai parchi solari terrestri, poiché le superfici riflettenti sull’acqua tendono a essere meno attraenti per gli uccelli in volo.
• Messa a profitto per agricoltori e aziende. Si tratta di un’altra soluzione per produrre energia per chi ha a disposizione bacini, come gli agricoltori e le industrie, sfruttando la presenza di un’area altrimenti inutilizzata.

Che controindicazioni ci sono per il fotovoltaico galleggiante

Gli impianti fotovoltaici galleggianti offrono diversi benefici, ma anche alcune sfide e controindicazioni che devono essere prese in considerazione.

A causa delle instabilità causate dalle onde e dell’effetto corrosivo dell’acqua di mare, non è consigliabile installare una centrale fotovoltaica galleggiante sull’oceano. I bacini artificiali restano il luogo migliore per questo tipo di centrali.

Inoltre, sono più costosi da installare rispetto a quelli terrestri per via delle strutture galleggianti, che devono essere progettate per resistere a condizioni meteorologiche e idrologiche variabili.

Se installati su uno specchio d’acqua naturale, possono occupare in media il 50% della superficie totale, per non influire sull’ecosistema acquatico, limitando la luce solare che raggiunge l’acqua e dunque influenzando la fotosintesi delle piante acquatiche e la vita degli organismi che ne dipendono da esse. Poi, possono limitare o interferire con altre attività tipiche da fare sull’acqua, come la pesca, la navigazione e il tempo libero.

Anche la manutenzione risulta più complessa e costosa di un impianto solare tradizionale, in quanto l’accesso  richiede barche o pontili e può essere influenzato dalle condizioni meteorologiche e dall’acqua.

Infine, bisogna assicurare un ancoraggio sicuro e stabile, a lungo termine, che resista a condizioni meteorologiche variabili e carichi di vento notevoli.

Impianti fotovoltaici galleggianti in Italia

In Italia esistono impianti galleggianti, moltissimi sono fissi, e l’energia del sole non viene concentrata. Uno invece, a Colignola, San Giuliano Terme (PI), sfrutta l’energia solare in forma galleggiante con moduli mobili, secondo il sistema Floating Tracking Cooling Concentration. Si tratta di un nuovo sistema che combina alta efficienza energetica con basso impatto ambientale.

La struttura è su un laghetto artificiale e si tratta di un progetto pilota che prevede la produzione di energia solare grazie a pannelli a concentrazione, mobili e raffreddati ad acqua. Il movimento della struttura viene dato da motori ad elica di 300 Watt che sono alimentati dallo stesso impianto, mentre il raffreddamento viene effettuato da alcune pompe con l’acqua del laghetto.

L’impianto è galleggiante, i pannelli si muovono per cercare la fonte solare più diretta ed è raffreddato dalla stessa acqua del lago, sfruttata come liquido di raffreddamento. Si è scelto di usare pannelli a concentrazione, dato lo scarso spazio a disposizione.

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In particolare, questo impianto occupa una superficie di soli 300 mq per un totale di 7 tonnellate pur sviluppando una potenza complessiva di 30 Kw, ovvero quella che basterebbe a soddisfare il fabbisogno di 10 abitazioni tradizionali. La resa è di circa 2.060 Kwh, contro i 1.170 Kwh degli impianti a terra.

Questo impianto permette quindi un aumento di oltre il 75% dell’energia prodotta con una riduzione del 20% dei costi a Kwh. Dunque fornisce più energia e permette di evitare il consumo di terreno agricolo.

La disponibilità di bacini artificiali in Itala come nel resto del Mondo è molto elevata. Ci sono infatti specchi d’acqua che superano il 100 kmq e potrebbero ospitare impianti di grande potenza.

Fotovoltaico galleggiante in Europa e nel Mondo

Gli impianti galleggianti sono partiti in sordina. Nel 2011 è stato installato un prototipo in Francia, a Piolenc, vicino Strasburgo, con una capacità produttiva di 40.000 kWh, che copre quasi il 35% del consumo delle città vicine. Nell’agosto 2018 è iniziata l’installazione del più grande parco solare galleggiante d’Europa a Vaucluse, che fornisce energia a più di 4.700 abitazioni, circa 11.000 persone. Da allora in Francia sono stati sviluppati altri progetti.

I Paesi Bassi hanno deciso di sfruttare il potenziale dell’energia solare galleggiante, poiché hanno oltre il 26% del territorio sotto il livello del mare. E sta diventando una questione vitale. In particolare, è la base della nuova politica di pianificazione intelligente e ottimizzata dell’uso del territorio. Il Paese ha quindi deciso di utilizzare le isole vicine alla costa per ospitare i nuovi parchi solari galleggianti.

Il Giappone possiede i parchi solari galleggianti più grandi, con oltre l’80% delle centrali in funzione. Anche la Cina sta costruendo centrali, tra cui una nella regione di Huainan con quasi 160.000 pannelli solari. Australia e India stanno sviluppando progetti che sono ancora in fase di costruzione.

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