I principi elettrici dell’energia solare galleggiante sono simili ai sistemi a terra e sui tetti. La caratteristica unica è la struttura galleggiante staccabile, che può essere installata in acque non sviluppate e generare elettricità su larga scala sul corpo idrico. Questo articolo tratterà i pro e i contro dell’energia solare galleggiante e altre informazioni utili.
1. Cos’è l’energia solare galleggiante?
Il solare galleggiante, noto anche come sistemi fotovoltaici galleggianti, si riferisce a pannelli solari situati sopra uno specchio d'acqua. I pannelli solari sono saldamente installati sulla struttura galleggiante. Anche se tremano leggermente, ciò non influirà sulla generazione stabile di energia del sistema. In genere, i sistemi solari galleggianti vengono installati su stagni, laghi e dighe dove i venti sono relativamente leggeri rispetto all’oceano.
Il solare galleggiante è un modo ecologico di generare elettricità che unisce tecnologie di energia marina e rinnovabile. L'elettricità generata da questi array galleggianti viene trasmessa tramite cavi sottomarini a torri di trasmissione designate.
2. Componenti chiave del sistema
1. Pannelli solari: sono gli stessi dei pannelli utilizzati a terra o sui tetti. La loro funzione è quella di catturare la luce solare e convertirla in energia elettrica. Possiamo utilizzare pannelli più efficienti per massimizzare la produzione di energia in uno spazio limitato.
2. Corpo galleggiante: le piattaforme del corpo galleggiante sono generalmente realizzate con materiali durevoli e ad alta densità, come l'HDPE (polietilene ad alta densità), per garantire che i pannelli solari galleggino sull'acqua. Inoltre, è possibile aggiungere al galleggiante un telaio in alluminio per migliorare la stabilità e fornire una solida struttura di montaggio per i pannelli solari.
3. Sistema di ancoraggio: il sistema di ancoraggio viene utilizzato per fissare saldamente la piattaforma galleggiante per evitare la deriva causata dal vento o dal flusso d'acqua, garantendo così la stabilità e il posizionamento preciso del pannello solare sul corpo idrico. I cavi di ancoraggio possono essere realizzati in fibra sintetica, filo di acciaio o catena, a seconda della profondità e della natura del corpo idrico.
4. Inverter: la potenza CC generata dai pannelli solari deve essere convertita in corrente alternata (CA) per l'utilizzo nei sistemi elettrici. L'inverter esegue questa conversione critica, garantendo una potenza in uscita ottimale per l'uso nella rete elettrica o nelle strutture in loco.
5. Cavi: utilizzare cavi speciali impermeabili e connettori durevoli per gestire i collegamenti elettrici all'interno del sistema. I cavi collegano i pannelli solari e trasmettono l'elettricità generata agli inverter e ai punti di connessione alla rete terrestre, garantendo un trasferimento energetico sicuro ed efficiente.
3. Vantaggi dell'energia solare galleggiante
1. Efficienza spaziale
Il solare galleggiante può rappresentare un ottimo utilizzo dello spazio, soprattutto nelle aree in cui l’offerta di terreno è limitata o proibitiva in termini di costi. I sistemi solari galleggianti possono essere installati su corpi idrici sottoutilizzati come bacini idrici, dighe e laghi, riducendo la necessità di riconvertire terreni o ripulire paesaggi naturali per costruire centrali solari. Questo è un vantaggio significativo perché può generare elettricità senza sacrificare preziose risorse del territorio, rendendo così il terreno disponibile per altri usi.
2. Migliorare l'efficienza
La relazione simbiotica tra acqua e pannelli solari nei sistemi fotovoltaici galleggianti aumenta l’efficienza solare. L'effetto di raffreddamento naturale dell'acqua aiuta a mantenere la temperatura operativa più bassa dei pannelli solari, mitigando così i problemi di surriscaldamento dei pannelli solari. Questo vantaggio nella regolazione della temperatura può aumentare l’efficienza dei pannelli solari fino al 15%, aumentando così la produzione di energia e migliorando così il ritorno sull’investimento.
3. Effetto Albedo
I corpi d'acqua hanno proprietà riflettenti intrinseche che aiutano a creare un effetto albedo che aumenta l'efficienza dei pannelli solari galleggianti. La riflessione della luce solare dall'acqua nei pannelli solari aumenta il numero di fotoni che possono essere convertiti in elettricità. Questa interazione reciprocamente vantaggiosa aumenta la produzione totale di energia, rendendo i sistemi solari galleggianti un’opzione interessante per ottimizzare la produzione di energia solare.
4. Risparmia acqua
I pannelli solari galleggianti aiutano a conservare le risorse idriche riducendo l’evaporazione dai corpi idrici. Soprattutto nelle zone aride e semiaride dove la carenza d’acqua è sempre più grave, l’effetto ombreggiante dei pannelli solari galleggianti può inibire significativamente l’evaporazione dell’acqua e proteggere importanti risorse idriche. Inoltre, inibendo la penetrazione della luce solare, i sistemi galleggianti aiutano a controllare la crescita di alghe dannose, contribuendo così a migliorare la qualità dell’acqua.
5. Ridurre i costi di installazione
Il costo del solare galleggiante sarà inferiore rispetto al solare terrestre. Perché non è necessario acquistare terreni e realizzare approfonditi lavori di preparazione del sito, che spesso richiedono grandi spese. Inoltre, i sistemi solari galleggianti sono posizionati vicino alle infrastrutture elettriche esistenti nei vicini impianti idroelettrici o impianti di trattamento delle acque, risparmiando sui costi delle infrastrutture di integrazione e trasmissione.
6. Scarso impatto sulla vita acquatica
La ricerca preliminare suggerisce che i sistemi solari galleggianti hanno un impatto minore sulla vita acquatica rispetto ad altre strutture sopra o sottomarine. I pannelli solari galleggianti sono progettati e posizionati per garantire il minimo disturbo agli habitat acquatici, promuovendo così una sana convivenza con gli ecosistemi acquatici.