Le centrali solari galleggianti, comunemente note come impianti fotovoltaici galleggianti, sono sistemi di pannelli fotovoltaici installati su superfici d’acqua ferma come bacini di dighe, laghetti o vasche di trattamento delle acque, invece che su terreni. Questa tecnologia offre uno dei metodi più innovativi per la produzione di energia rinnovabile senza occupare terreni agricoli o aree di grande valore. I pannelli vengono montati su speciali galleggianti e piattaforme flottanti resistenti alla corrosione, sfruttando la spinta di galleggiamento dell’acqua e trasformando così superfici idriche inutilizzate in aree attive di produzione energetica.

Il vantaggio tecnico più evidente del sistema è l’effetto naturale di raffreddamento dell’acqua sui pannelli. Quando i moduli solari si surriscaldano, si verificano perdite di prestazione; al contrario, il flusso d’aria più fresco sopra la superficie dell’acqua mantiene i pannelli alla temperatura di esercizio ideale. Questo vantaggio termico può aumentare l’efficienza di produzione elettrica dal 10% al 15% rispetto ai sistemi terrestri convenzionali. Inoltre, l’assenza di lavori infrastrutturali e di livellamento del terreno accelera significativamente il processo di installazione.

Oltre all’efficienza energetica, anche i contributi ambientali di queste centrali sono di grande rilevanza. Le piattaforme galleggianti ombreggiano la superficie dell’acqua riducendo in modo significativo l’evaporazione, contribuendo alla conservazione delle riserve idriche soprattutto nelle regioni a rischio di siccità. Allo stesso tempo, bloccando la luce solare, limitano la proliferazione eccessiva di alghe e preservano la qualità dell’acqua. Questo duplice beneficio — produzione di energia e tutela delle risorse idriche — rende i progetti fotovoltaici galleggianti una componente indispensabile di un futuro sostenibile.

Come funzionano i sistemi fotovoltaici galleggianti e quali sono le fasi di installazione?

Le centrali solari galleggianti presentano un principio di funzionamento simile ai sistemi terrestri, ma una struttura completamente diversa dal punto di vista dell’ingegneria del suolo. I pannelli non sono posizionati sul terreno, bensì su galleggianti realizzati con materiali resistenti alla corrosione e all’umidità, come il polietilene ad alta densità. Queste piattaforme galleggianti supportano tonnellate di apparecchiature grazie alla spinta dell’acqua e si adattano alle variazioni del livello idrico grazie alla loro struttura flessibile. L’energia elettrica in corrente continua (DC) prodotta viene raccolta tramite cavi speciali idonei all’isolamento in ambiente acquatico e convogliata verso inverter situati a terra o su piattaforme galleggianti, dove viene convertita in corrente alternata (AC). L’integrità del sistema rappresenta una vera opera di ingegneria, capace di resistere ai movimenti dinamici dell’acqua.

La realizzazione di un progetto fotovoltaico galleggiante comprende le seguenti fasi, che coprono un processo dettagliato di progettazione e pianificazione:

• Analisi del sito e studio batimetrico: inizialmente vengono analizzati in dettaglio fattori ambientali come la profondità dell’acqua, la struttura del fondale, l’altezza delle onde e la velocità del vento. Questi dati sono fondamentali per la sicurezza dell’impianto.
• Progettazione del sistema di ancoraggio: per evitare lo spostamento dell’isola galleggiante a causa del vento o delle correnti, vengono installate ancore e cavi speciali sul fondale o lungo la riva. Questo sistema mantiene la posizione dell’impianto anche in presenza di variazioni del livello dell’acqua.
• Assemblaggio di galleggianti e piattaforme: i galleggianti modulari vengono generalmente assemblati in blocchi in un’area di montaggio temporanea predisposta sulla riva.
• Installazione dei pannelli e delle strutture di supporto: sui galleggianti assemblati vengono montati i pannelli solari e le strutture metalliche leggere di sostegno. L’inclinazione dei pannelli è ottimizzata per sfruttare anche la luce riflessa dalla superficie dell’acqua.
• Messa in acqua e collegamento: i blocchi galleggianti preparati vengono varati e collegati tra loro sulla superficie per formare il corpo principale dell’impianto.
• Infrastruttura elettrica e cablaggio: vengono posati cavi speciali resistenti all’acqua per collegare i pannelli e portare la linea di trasmissione dell’energia alla sottostazione a terra.
• Test e messa in servizio: dopo le prove di isolamento e le misurazioni delle prestazioni, l’impianto viene collegato alla rete e avviato alla produzione di energia.

Il punto più delicato del processo di installazione è la resistenza dell’impianto ai movimenti dell’acqua. Un sistema di ancoraggio mal dimensionato può mettere a rischio l’intero investimento in condizioni meteorologiche avverse. Per questo motivo, le progettazioni ingegneristiche considerano non solo la produzione energetica immediata, ma anche le variazioni stagionali del livello dell’acqua e i rischi di gelo. Un progetto correttamente pianificato riduce i costi di manodopera durante l’installazione e garantisce la massima efficienza con una manutenzione minima per tutta la vita operativa.

I vantaggi della produzione di energia sull’acqua: perché scegliere il fotovoltaico galleggiante?

Negli investimenti energetici, il principale fattore limitante è generalmente il costo del terreno e la difficoltà di individuare siti idonei. La tecnologia del fotovoltaico galleggiante risolve radicalmente questo problema trasformando superfici idriche inutilizzate in aree di produzione energetica di alto valore. Evitando il sacrificio di terreni agricoli o aree forestali per la produzione di energia, questo metodo tutela l’ambiente e utilizza in modo efficiente le infrastrutture esistenti. La possibilità di installazione su aree già disponibili, come bacini di dighe o impianti di depurazione, senza necessità di espropri o lavori aggiuntivi di preparazione del suolo, rende questa soluzione particolarmente interessante per gli investitori.

I vantaggi strategici e tecnici della produzione di energia sull’acqua sono i seguenti:

• Elevata efficienza grazie al raffreddamento naturale: i pannelli solari perdono prestazioni quando si surriscaldano. L’effetto rinfrescante dell’acqua mantiene i moduli alla temperatura ottimale, aumentando il rendimento rispetto ai sistemi terrestri.
• Conservazione delle riserve idriche: coprendo la superficie dell’acqua, i pannelli riducono significativamente l’evaporazione, contribuendo in modo essenziale al mantenimento dei livelli idrici, soprattutto nei climi aridi.
• Miglioramento della qualità dell’acqua: limitando la penetrazione della luce solare, si riduce la proliferazione eccessiva di alghe, preservando l’equilibrio dell’ossigeno e riducendo i costi di filtrazione negli impianti di trattamento.
• Risparmio di suolo: nessuna occupazione di terreni agricoli di valore o aree residenziali. Anche le vasche di acque reflue nelle zone industriali possono diventare siti di produzione energetica.
• Accumulo minimo di polvere: sopra l’acqua la formazione di polvere è molto inferiore rispetto alla terra, ritardando l’accumulo di sporco sui pannelli e riducendo sensibilmente i costi di pulizia e manutenzione.

I benefici di questi sistemi non si limitano ai vantaggi economici, ma contribuiscono anche alla salvaguardia dell’equilibrio ecologico. Nei modelli ibridi integrati con centrali idroelettriche, l’energia solare prodotta durante il giorno consente di trattenere l’acqua nel bacino, permettendo un uso più efficiente della capacità idroelettrica di notte o nei periodi di siccità. Rafforzando la sicurezza energetica e riducendo l’impronta ambientale, questa tecnologia è destinata a svolgere un ruolo chiave nelle infrastrutture energetiche del futuro.

Fotovoltaico galleggiante o fotovoltaico terrestre? Confronto di efficienza e prestazioni

Negli investimenti in energia solare, il fattore più determinante per la redditività è la risposta dei pannelli alla temperatura ambientale. Nei sistemi terrestri, il suolo assorbe la radiazione solare, si riscalda e trasferisce questo calore ai pannelli, causando significative perdite di rendimento. Al contrario, gli impianti installati sull’acqua beneficiano dell’effetto rinfrescante naturale dell’acqua, mantenendo i pannelli alla temperatura di esercizio ideale. Grazie a questo vantaggio termico, gli impianti galleggianti offrono una produzione superiore dal 10% al 15% rispetto alle alternative terrestri, soprattutto nei climi caldi. Il funzionamento a temperature più basse non solo aumenta la produzione immediata, ma riduce anche l’usura delle apparecchiature, prolungandone la vita utile.

Analizzando le attività di esercizio e manutenzione, emergono differenze significative dovute ai fattori ambientali. Gli impianti terrestri sono esposti a un’elevata presenza di polvere e richiedono pulizie regolari, oltre al controllo continuo della vegetazione che può creare ombreggiamenti. Gli impianti galleggianti, invece, presentano una formazione di polvere minima ed eliminano le problematiche legate alla manutenzione del suolo, riducendo direttamente i costi operativi. Mentre i progetti terrestri esercitano pressione su terreni agricoli o aree abitate, i sistemi galleggianti valorizzano bacini idrici inutilizzati ed eliminano completamente i conflitti di uso del suolo.

Dal punto di vista dei costi, il rapporto tra il budget di installazione e il tempo di ammortamento determina la scelta. I sistemi galleggianti richiedono un investimento iniziale più elevato rispetto ai progetti terrestri, a causa dell’impiego di galleggianti speciali resistenti all’acqua e di tecnologie di ancoraggio avanzate. Tuttavia, l’aumento della capacità di produzione energetica e i minori costi di manutenzione compensano progressivamente questa differenza iniziale. Nel lungo periodo, l’elevata efficienza garantita dall’acqua rende le centrali galleggianti altamente competitive in termini di costo unitario dell’energia, offrendo agli investitori una curva di produzione più stabile.

Costo di installazione delle centrali solari galleggianti e tempo di ritorno dell’investimento

Il budget di investimento iniziale per i progetti solari galleggianti richiede generalmente un capitale leggermente superiore rispetto ai sistemi terrestri. La principale causa di questa differenza di costo è rappresentata dai sistemi di galleggiamento in grado di sostenere in sicurezza i pannelli sull’acqua, dai componenti metallici rinforzati contro la corrosione e dall’infrastruttura di cablaggio subacquea. Tuttavia, con il rapido progresso tecnologico e l’aumento delle scale produttive, i costi delle piattaforme galleggianti stanno diventando sempre più competitivi. L’assenza di voci di spesa come il livellamento del terreno, gli scavi e la costruzione di strade contribuisce a bilanciare i costi complessivi e ad alleggerire significativamente il budget.

Nel calcolo del tempo di ritorno dell’investimento, l’aumento significativo della produzione di energia svolge un ruolo cruciale. Grazie all’effetto di raffreddamento naturale dell’acqua, i pannelli operano con prestazioni nettamente superiori rispetto alle loro controparti terrestri, garantendo importanti incrementi produttivi su base annua. Questo aumento di efficienza colma rapidamente la differenza di costo iniziale e riduce sensibilmente il periodo di ammortamento. Inoltre, l’utilizzo di superfici idriche inutilizzate al posto dell’acquisto di terreni agricoli o industriali di alto valore azzera i costi fondiari e rafforza la fattibilità finanziaria.

I bassi costi di esercizio e manutenzione rappresentano un ulteriore fattore che incrementa direttamente la redditività a lungo termine del progetto. La minima formazione di polvere sulle superfici acquatiche e la disponibilità immediata di acqua per la pulizia dei pannelli riducono le spese operative al minimo. Considerando anche i benefici ecologici aggiuntivi, come la riduzione dell’evaporazione e la tutela delle risorse idriche, le centrali galleggianti offrono agli investitori un flusso di entrate stabile ed elevato per tutta la loro vita economica. Un progetto pianificato con calcoli ingegneristici accurati può recuperare i costi e raggiungere la redditività netta in media entro cinque-sette anni.