Con la crescita della domanda di energia pulita, negli ultimi anni il fotovoltaico galleggiante ha attirato sempre maggiore attenzione come alternativa agli impianti installati a terra. Questa soluzione permette infatti di sfruttare laghi, bacini artificiali e altri specchi d’acqua, evitando possibili conflitti con attività agricole e aree naturali protette. Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Applied Energy mostra ora come una particolare tecnologia sia riuscita a operare con successo durante il rigido inverno canadese.
Il problema del ghiaccio nei sistemi fotovoltaici galleggianti
Uno degli ostacoli principali alla diffusione dei pannelli solari galleggianti nelle regioni fredde riguarda la formazione di ghiaccio. Secondo diverse simulazioni, il congelamento dell’acqua potrebbe infatti esercitare pressioni significative sulle strutture, causando danni o stress meccanici.
Per affrontare questa criticità, i ricercatori della Western University in Canada hanno sviluppato un innovativo sistema fotovoltaico galleggiante basato su pannelli sostenuti da spessi fogli di schiuma impermeabile. A differenza delle tradizionali piattaforme galleggianti realizzate con grandi zattere di plastica, utilizzate soprattutto nei climi più miti, questa configurazione mantiene i moduli più vicini alla superficie dell’acqua e meno esposti agli effetti del vento.
La vera novità riguarda però il sistema anti-ghiaccio. Sotto i pannelli sono state installate linee d’aria collegate a una pompa posizionata sulla riva. Le bolle generate dal fondo dello stagno risalgono verso la superficie trasportando acqua leggermente più calda, contribuendo a impedire la formazione del ghiaccio attorno alla struttura.
Un anno di monitoraggio in Ontario
Per verificare l’efficacia della tecnologia, il team ha installato un impianto da 7 kilowatt in uno stagno destinato alla raccolta delle acque piovane in Ontario. Il sistema occupava circa il 3% della superficie del bacino ed è stato monitorato in modo continuo per un intero anno.
I risultati hanno evidenziato che il sistema di bolle d’aria è riuscito a mantenere l’acqua libera dal ghiaccio durante tutto l’inverno, con un consumo energetico aggiuntivo molto contenuto. Secondo gli autori dello studio, l’energia necessaria per il funzionamento dell’impianto anti-congelamento ha rappresentato una quota compresa tra lo 0,02% e il 14,5% della produzione annuale totale.
Nel corso dei dodici mesi di test, il sistema ha generato 7,7 megawattora di elettricità, ottenendo una produttività superiore di circa il 2,7% rispetto a un sistema galleggiante di riferimento utilizzato nello studio.
Benefici energetici e risparmio d’acqua
Oltre alla produzione elettrica, i ricercatori hanno osservato un ulteriore vantaggio: l’ombreggiamento dell’acqua da parte dei pannelli ha contribuito a ridurre l’evaporazione.
Sulla base delle simulazioni effettuate, se la copertura raggiungesse il 50% della superficie dello stagno, sarebbe possibile risparmiare circa 927 metri cubi di acqua all’anno.
Gli autori dello studio definiscono la piattaforma in schiuma come una soluzione promettente e adattabile per la generazione di energia rinnovabile, sottolineando le particolari dinamiche di funzionamento dei moduli fotovoltaici a inclinazione piatta in ambienti caratterizzati dalla presenza di ghiaccio. Il prossimo passo sarà verificare le prestazioni della tecnologia su scala più ampia e in differenti tipologie di specchi d’acqua.
Fonte: TechXplore
