Pannelli solari galleggianti: potrebbero fornire un terzo dell’elettricità mondiale

Il costo dell’energia solare è diminuito drasticamente negli ultimi dieci anni, rendendola la fonte di elettricità più economica in molte parti del mondo. Questo significa anche che possiamo potenzialmente installare pannelli in luoghi che altrimenti sarebbero troppo costosi e generare comunque elettricità con profitto. I pannelli galleggianti (floating), ad esempio, possono generare circa 10.000 TeraWh all’anno evitando l’evaporazione di oltre 100 chilometri cubi di acqua.

Un nuovo studio

Un team internazionale di scienziati ha descritto l’uso di pannelli solari sopra l’acqua. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Sustainability.

Secondo gli esperti, i pannelli solari possono essere collocati in corpi idrici, risparmiando così spazio a terra, ad esempio sui tetti degli edifici. Gli scienziati hanno notato che i pannelli nell’acqua saranno in grado di raccogliere l’energia solare in modo più efficiente, in quanto riceveranno il necessario raffreddamento passivo.

La Ricerca dice che i pannelli installati nell’acqua possono essere una salvezza per l’energia del mondo. Gli esperti hanno calcolato che le esigenze di molte città del mondo possono essere soddisfatte se circa il 30 percento dei corpi idrici vicini fosse occupato da pannelli. Gli scienziati hanno proposto di collocarli sui fiumi e sui laghi di 6256 città in 124 paesi, definendo tale decisione giustificata nell’interesse della conservazione delle risorse.

Inoltre, i pannelli nell’acqua sarebbero in grado di bloccare abbastanza luce solare per ridurre l’evaporazione dell’umidità durante il periodo caldo. Gli autori hanno sottolineato che il più efficace sarebbe il posizionamento di pannelli in corpi idrici vicino a città con una popolazione fino a 50.000 persone.

Come funzionano i pannelli solari galleggianti?

Il fotovoltaico galleggiante (floating) si riferisce a qualsiasi pannello solare che galleggia sopra uno specchio d’acqua. I pannelli solari sono attaccati a strutture galleggianti, mantenuti a galla sulla superficie di uno specchio acqueo. Questi pannelli solari galleggianti si trovano principalmente su laghi e dighe poiché tendono ad essere più calmi degli oceani. Sono realizzati in materiale antiruggine e sono progettati per galleggiare utilizzando polietilene che può sostenere due volte e mezzo il proprio peso.

Il solare galleggiante è un concetto relativamente nuovo e consente di generare elettricità combinando tecnologie marine e di energia rinnovabile. L’elettricità è diretta da questo corpo galleggiante attraverso cavi immersi ad una torre di trasmissione.

I primi brevetti per questo tipo di tecnologia sono stati registrati nel 2008. Da allora, il solare galleggiante è stato installato prevalentemente in paesi come Cina, Giappone e Regno Unito e sta rapidamente guadagnando popolarità anche negli Stati Uniti, in particolare in California e nel New Jersey.

Caratteristiche del solare galleggiante

L’installazione del pannello solare galleggiante è composta da modulo solare, materiale anticorrosivo, telai verticali e orizzontali, corpo galleggiante e supporto di controllo.

Il modulo solare deve essere molto resistente all’umidità, alla polvere, non deve contenere piombo e deve essere ben protetto dall’acqua.

La struttura galleggiante è realizzata con rivestimento in lega di magnesio, altamente resistente alla corrosione.

Vantaggi del Solare Floating

Di seguito sono riportati alcuni dei vantaggi dell’installazione di generatori galleggianti di energia solare:

1. Non sprechi prezioso spazio terrestre. Molti pannelli solari a terra comportano la perdita di spazio terrestre prezioso. Queste installazioni possono essere attuate in spazi inutilizzati in corpi idrici come impianti di trattamento delle acque reflue, serbatoi di acqua potabile o serbatoi idroelettrici. Inoltre, l’installazione di pannelli solari sui corpi idrici elimina la necessità di deforestazione.
2. Benefici per l’ambiente. I pannelli solari galleggianti fanno bene all’ambiente. Ad esempio, riducono il fenomeno dell’evaporazione da questi corpi idrici, che è critica nelle aree soggette a siccità. Inoltre, avere pannelli solari che galleggiano sull’acqua riduce la proliferazione algale nell’acqua dolce. Le fioriture algali possono causare complicazioni per la salute quando compaiono nelle fonti di acqua potabile e possono anche portare alla morte di animali e piante nei corpi idrici.
3. Prestazioni solari migliorate. All’aumentare della temperatura, l’efficienza dei pannelli solari diminuisce. Quando si installano moduli fotovoltaici su corpi idrici, l’acqua fornisce un effetto di raffreddamento, che ne aumenta l’efficienza.
4. Un altro vantaggio è che molti serbatoi sono vicini sia alle comunità energivore sia alle reti che le servono, facilitando l’utilizzo dell’elettricità ivi generata. Infine, molti serbatoi sono collegati a centrali idroelettriche e le due fonti di energia possono essere controllate come una sola per mantenere un livello stabile di produzione 24 ore su 24 e in qualsiasi condizione meteorologica.

Combattere il surriscaldamento

Quando si tratta di risparmiare acqua, i pannelli avranno un impatto molto maggiore di quanto suggerisca la loro copertura del 30%. Questo perché agiscono abbassando la temperatura dell’acqua piuttosto che bloccando semplicemente la luce solare. Di conseguenza, l’evaporazione si riduce di circa il 45%. Complessivamente, la riduzione dell’evaporazione è di circa 100 chilometri cubi di acqua all’anno, che secondo gli autori sono sufficienti per soddisfare il fabbisogno di circa 300 milioni di persone.

La Ricerca cita specificamente paesi con un’elevata popolazione e scarsità d’acqua che potrebbero trarne vantaggio, come l’Egitto e il Sudafrica. Quest’ultimo, stimano, può generare 144 dei 205 TWh di consumo annuo di elettricità con pannelli solari galleggianti ed evitare di perdere 1,6 chilometri cubi di acqua per evaporazione.

I pannelli solari galleggianti possono funzionare anche nell’oceano. Il fornitore solare di Singapore Sunseap li ha installati in baie dove i pannelli sono relativamente riparati da grandi onde e altre condizioni meteorologiche avverse.

L’energia solare galleggiante è ancora un’idea relativamente nuova, ma sembra avere un grande potenziale in aree dove non c’è abbastanza terra o solo molta acqua.