Fotovoltaico flottante

Con fotovoltaico flottante (o impianto fotovoltaico flottante o semplicemente solare flottante) ci si riferisce a impianti fotovoltaici disposti non sulla terraferma ma sull'acqua. Questi impianti sono provvisti degli stessi pannelli fotovoltaici utilizzati per i comuni impianti terrestri ma utilizzano specifiche tecnologie per potere galleggiare (o "flottare", in inglese "to float") su specchi d'acqua, tra cui:

Impianto flottante con inseguitore solare, sistema di raffreddamento e specchi riflettori per concentrare le radiazioni solari incidenti.

StoriaModifica

Allo stadio sperimentale esistono anche installazioni in luoghi meno protetti e aventi una grande superficie come laghi ed anche il mare aperto. Fino al 2016 queste installazioni sono state realizzate quasi esclusivamente in piccole dimensioni in vari luoghi ma recentemente hanno avuto un grande sviluppo e si prevede che per il 2018 si raggiunga il GW come totale installato a livello mondiale.[1]

Nel 2016 alcune istituzioni dello stato di Singapore hanno realizzato il più grande test per impianti flottanti del mondo.[2] Sono stati costruiti una serie di impianti che utilizzano varie tecnologie italiane, giapponesi, francesi e coreane, disposti in uno dei principali reservoir di acqua potabile dello stato. A causa dei buoni risultati in termini di produzione energetica, è stato previsto uno sviluppo su larga scala di queste installazioni.[3]

VantaggiModifica

Tra i vantaggi associati agli impianti solari flottanti rispetto agli impianti non flottanti sono:

  • Consumo di suolo minimo: gli impianti galleggianti sono costruiti sull'acqua e quindi non consumano suolo per loro natura, salvo quelle parti che servono per la connessione alla rete elettrica generale. Inoltre non prevedono la realizzazione di costruzioni ed infrastrutture che renderebbero difficile in fase di dismissione il ripristino dello stato ambientale preesistente.[4]
  • Risparmio di acqua: nelle aree sovrastate dagli impianti (la copertura è comunque parziale) viene limitata l'evaporazione dell'acqua sottostante fino all'80%. Nel caso di superfici destinate ad usi irrigui o al consumo umano si possono quindi risparmiare quantità di acqua elevate a seconda della percentuale di copertura del bacino e della temperatura atmosferica.[5]
  • Aumento dell’efficienza: studi e rilevazioni svolti sugli impianti già operanti dimostrano che la resa dei pannelli è più alta rispetto agli impianti installati sulla terraferma, dove le alte temperature raggiunte in estate in prossimità del suolo riducono sia la resa che la vita utile dei pannelli. Secondo alcuni studi, a parità di dimensioni e altre caratteristiche dell'impianto, l'energia elettrica prodotta da un impianto flottante rispetto ad uno su terraferma può aumentare dal 7 al 15%.[6]
  • Manutenzione ridotta: sull'acqua i pannelli non hanno bisogno delle frequenti pulizie richieste a terra, specialmente se in confronto agli impianti installati in zone polverose. Nell'aria sopra il pelo libero dell'acqua il quantitativo di polveri è ridotto rispetto alla terraferma, in quanto la maggior parte delle polveri che il vento alza dal suolo nei pressi dello specchio d'acqua non riescono a superare la riva dell'acqua. Inoltre non è necessario il taglio della vegetazione che cresce normalmente sotto gli impianti a terra e la preparazione iniziale del sito è ridotta al minimo (non essendo necessarie opere di livellamento del terreno).
  • Inseguimento solare e raffreddamento più economici: rispetto agli impianti a terra, la presenza dell'acqua rende più semplice implementare impianti di inseguimento solare e di raffreddamento dei pannelli. L’aumento dell’energia prodotta con tali metodologie può arrivare al 20% per l'inseguimento solare e al 10% per il raffreddamento.[7]
  • Maggiore riciclabilità: a causa della quasi totale assenza di infrastrutture fisse, l'utilizzo di materiali non riciclabili per gli impianti solari flottanti è minore. In particolare, per la costruzione di tali impianti si utilizza una maggiore percentuale di materiali riciclabili, che sono materie plastiche (prevalentemente HDPE), acciaio ed alluminio.
  • Cave dismesse: nel caso di uso di aree come le molte cave prima abbandonate e poi inondate, il controllo dell’area evita di trasformarle, come spesso accade, in discariche abusive incontrollate.[8]
  • Storage integrato: Il fotovoltaico flottante può permettere sistemi di storage integrato che rendono le installazioni energeticamente autonome[9]

ControversieModifica

 
Nido sotto un pannello di un impianto fotovoltaico flottante

Alcune associazioni ambientaliste hanno sollevato il timore che per l'installazione di impianti solari flottanti possano essere utilizzate aree di pregio e che quindi è importante vigilare affinché i siti utilizzati siano soltanto aree degradate o aree artificiali già preesistenti. Altro punto controverso è la posizione secondo la quale la flora e la fauna acquatiche possano essere disturbate da questo tipo di installazioni. Esistono tuttavia diversi studi[10] anche di organizzazioni terze, tra cui Korean Environment Institute (KIA), Gumi Electronic & IT Research institute (GER) e KETEP coreano da cui non risultano effetti dannosi per l'ambiente.[11]

NoteModifica

  1. ^ Trapani, K. and M. Redón Santafé (2015), A review of floating photovoltaic installations: 2007–2013., in Progress in Photovoltaics, vol. 23, 4 - pp 524-532.
  2. ^ Tengeh reservoir - world largest solar panel testbed from Channelnewsasia, su channelnewsasia.com.
  3. ^ Reindl T., At the heart of floating solar, in PV-Tech Power journal, XIV, 2018, pp. 18-23.
  4. ^ R. Cazzaniga, M. Rosa-Clot, P. Rosa-Clot and G. M. Tina, Geographic and Technical Floating Photovoltaic Potential, in Thermal Energy Science, 2017.
  5. ^ M.E. Taboada, L. Cáceres e T.A. Graber, Solar water heating system and photovoltaic floating cover to reduce evaporation: Experimental results and modeling, in Renewable Energy, vol. 105, 2017-05, pp. 601–615, DOI:10.1016/j.renene.2016.12.094. URL consultato il 2 luglio 2018.
  6. ^ Choi, Y.-K. and N.-H. Lee, Empirical Research on the efficiency of Floating PV systems compared with Overland PV Systems, in Conference proceedings of CES-CUBE, 2013.
  7. ^ R. Cazzaniga, M. Cicu, M. Rosa-Clot, P. Rosa-Clot, G. M. Tina, Floating tracking cooling concentrating (FTCC) systems, in 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC) Austin USA, 2012.
  8. ^ Song J, Choi Y., Analysis of the potential for use of floating photovoltaic systems on mine pit lakes: case study at the ssangyong open-pit limestone mine in Korea., in Energies, vol. 9, 2016, pp. 1–13.
  9. ^ R. Cazzaniga, M. Cicu, M. Rosa-Clot, P. Rosa-Clot, G. M. Tina and C. Ventura, Compressed air energy storage integrated with floating photovoltaic plant, in Journal of Energy Storage, vol. 13, 2017, pp. 48-57.
  10. ^ Pimentel Da Silva, G. D. and Branco, D. A. C., Is floating photovoltaic better than conventional photovoltaic? Assessing environmental impacts, in Impact Assessment and Project Appraisal, 2018, DOI:10.1080/14615517.2018.1477498.
  11. ^ Veyis Neo, T, Writing on water, in Conference proceeding of inaugural International Floating Solar Symposium (IFSS) in Singapore, 2017, pp. 10-11.

BibliografiaModifica

  • Trapani, K. and M. Redón Santafé, A review of floating photovoltaic installations: 2007–2013. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 2014. 23(4): p. 524-532
  • R. Cazzaniga, M. Cicu, M. Rosa-Clot, P. Rosa-Clot, G. M. Tina and C. Ventura, ‘Floating Photovoltaic plants: performance analysis and design solutions,’ Renewable and Sustainable Energy Review, 2017.
  • Veyis Neo, T. Writing on water, Conference proceeding of inaugural International Floating Solar Symposium (IFSS) in Singapore, 2017, pp 10-11
  • Choi, Y.-K. and N.-H. Lee. Empirical Research on the efficiency of Floating PV systems compared with Overland PV Systems. Conference proceeding of CES-CUBE, 2013
  • Reindl, T. At the heart of floating solar, in: ‘PV-Tech Power journal’, XIV (2018), pp. 18-23
  • R. Cazzaniga, M. Rosa-Clot and P. Rosa-Clot, ‘Apparatus for tracking system,’ WO 2012 B51357 PCT 22-03-2012, 2013
  • F. Grubišić-Čabo, S. Nižetić and G. M. Tina, ‘Photovoltaic panels: a review of the cooling techniques,’ Transactions of FAMENA, Vols. 40 (SI-1), pp. 63-74, 2016
  • R. Cazzaniga, M. Rosa-Clot, P. Rosa-Clot and G. M. Tina, ‘Floating tracking cooling concentrating (FTCC) systems,’ in 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), Austin (USA), 2012
  • Song J, Choi Y. 2016. Analysis of the potential for use of floating photovoltaic systems on mine pit lakes: case study at the ssangyong open-pit limestone mine in Korea. Energies. 9:1–13.
  • R. Cazzaniga, M. Cicu, M. Rosa-Clot, P. Rosa-Clot, G. M. Tina and C. Ventura, ‘Compressed air energy storage integrated with floating photovoltaic plant,’ Journal of Energy Storage, vol. 13, pp. 48-57, 2017.
  • A. Sahu, N. Yadav, K. Sudhakar, Floating photovoltaic power plant: a review, Renew. Sustain. Energy Rev. 66 (2016) 815–824.
  • G. M. Tina, R. Cazzaniga, M. Rosa-Clot and P. Rosa-Clot, ‘Geographic and Technical Floating Photovoltaic Potential,’ Thermal Energy Science, vol. in press, 2017.
  • M.A. Esteves Galdino, M.M. de Almeida Olivieri, Some Remarks about the deployment of floating PV systems in Brazil, J. Electr. Eng. 5 (2017) 10–19.
  • M. Rosa-Clot and M. Tina, Submerged and Floating Photovoltaic Systems, Academic Press, 2017 .

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