Evoluzione degli Impianti Fotovoltaici Galleggianti

Gli IMPIANTI FOTOVOLTAICI GALLEGGIANTI, nascono come soluzione alternativa ai grandi impianti a terra, evitando di sfruttare terreni agricoli per la produzione di energia.

La possibilità di sfruttare le grandi superfici dei bacini naturali ed artificiali, che diversamente non sarebbero utilizzabili, ha spinto il mercato a studiare soluzioni adatte a questo tipo di applicazione.

Dagli studi effettuati sui primi impianti installati, si è osservato che i vantaggi derivanti da questa tipologia di installazione, sono molto maggiori di quanto ci si aspettava. È stata studiata la maggior resa degli impianti galleggianti rispetto ad impianti analoghi installati a terra e dalla comparazione diretta effettuata tra i casi di studio si è evinto che i sistemi galleggianti sono molto più performanti.

Le ragioni di questo incremento di producibilità sono state identificate in una pluralità di fattori, tra cui:

• la riduzione della temperatura operativa delle celle;
• la maggior quantità di radiazione solare incidente dovuta al riverbero sulla superficie dell’acqua;
• l’effetto mitigante dell’acqua nelle installazioni in zone climatiche fredde.

Questi fattori contribuiscono ad aumentare l’efficienza del sistema di circa un 10% rispetto ad un impianto analogo installato a terra.

L’incremento di produzione però, non è sufficiente da solo, a giustificare la maggior spesa necessaria per installare sistemi di questo genere.

Dagli studi effettuati su alcune applicazioni in sud Italia però, abbiamo notato che un effetto secondario dell’installazione di questi impianti, diventa di centrale importanza nella loro diffusione.

Nello specifico, abbiamo rilevato e successivamente riprodotto e calcolato sperimentalmente, una importante riduzione dell’evaporazione nell’area interessata dall’installazione (circa un 80% dipendente dalle condizioni geografiche). Questo effetto è dovuto principalmente all’eliminazione della componente vento sulla superficie dell’acqua, ed all’ombreggiamento garantito dai moduli fotovoltaici.

L’importanza di questa scoperta, risiede nel fatto che nel periodo storico in cui viviamo, l’acqua è e sta diventando un bene sempre più prezioso. In Italia questo non è forse un problema ancora così sentito, soprattutto nel Nord del Paese, ma in alcune zone del mondo invece è molto attuale.

Per citare solo alcuni esempi:

Negli ultimi 10 anni la California è stata soggetta ad una Crisi Idrica senza precedenti. Per tentare di arginare la rilevante perdita dell’acqua contenuta nei bacini e serbatoi di accumulo della citta nel 2015 sono state utilizzate 96-milioni di sfere in plastica (HDPE) per coprire il serbatoio di Los Angeles, bloccando la luce del sole per evitare l’evaporazione dell’acqua. Tutto questo progettato per risparmiare circa 300 milioni di litri d’acqua ogni anno.

Si pensi quanto l’utilizzo degli impianti fotovoltaici galleggianti, garantendo lo stesso effetto di riduzione dell’evaporazione, e potendo anche contribuire ad alimentare l’ingente fabbisogno energetico dei sistemi di pompaggio dell’acqua, che in questi bacini e serbatoi sono sempre presenti, possano costituire una soluzione a duplice valenza per i problemi citati.

Sistemi di irrigazione utilizzati in particolare nei paesi emergenti nel bacino del mediterraneo, come Turchia e Marocco, ma anche Africa, Stati Uniti ed Asia, prelevano acqua dal sottosuolo tramite pozzi, e la accumulano in bacini e serbatoi per poterla successivamente distribuire nelle coltivazioni limitrofe.

L’energia elettrica per alimentare i sistemi di pompaggio può però non essere sempre disponibile o economica, ed allo stesso tempo il clima caldo e secco causa un forte perdita di acqua per effetto dell’evaporazione. Anche qui l’installazione di impianti fotovoltaici galleggianti sulla superficie di questi serbatoi garantisce la continuità di fornitura dell’energia elettrica, e permette di conservare l’acqua dall’effetto dell’evaporazione.

Negli impianti realizzati fino ad oggi inoltre, stiamo sperimentando una programmazione dell’utilizzo delle pompe di sollevamento per massimizzare l’autoconsumo di energia elettrica prodotta dall’impianto, al fine di aumentare il risparmio di energia prelevata dalla rete.

In questo momento, si stanno sviluppando soluzioni applicate ad Impianti idroelettrici con stazioni di ri-pompaggio dell’acqua, ovvero dove sono presenti due bacini di accumulo, uno a monte, che funge da accumulo di energia potenziale per alimentare le turbine, ed uno a valle di raccolta. Il ri-pompaggio dell’acqua è una tecnica che permette di utilizzare il bacino a monte come “batteria” per rendere disponibile su richiesta energia elettrica alla rete di distribuzione. L’installazione di impianti fotovoltaici galleggianti permetterebbe di alimentare queste stazioni di sollevamento.

Portiamo infine l’esperienza di Singapore, dove SERIS (Solar Energy Research Institute of Singapore) ha iniziato un programma di test di questa tipologia di impianti, mettendo a confronto diversi sistemi tra cui anche il nostro, con lo scopo di trovare la miglior soluzione da impiegare per coprire le sue riserve idriche che nel paese sono limitate e fortemente intaccate dall’evaporazione.

È evidente quindi che queste applicazioni, siano in una fase di grande sviluppo, si per l’utilizzo una tecnologia come il fotovoltaico che è ormai rodata, che per la capacità di risolvere importanti criticità quali la diponibilità di energia elettrica ed il risparmio di acqua.

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