Impianto fotovoltaico galleggiante: in Svizzera la prima centrale dell’arco alpino

Sfruttare i bacini idrici montani per una produzione integrata di energia sostenibile. È questa l’idea dell’Ing. Guillaume Fuchs, che nelle Alpi svizzere del Vallese ha realizzato un impianto fotovoltaico galleggiante. Al Lac des Toules presso Bourg-Saint-Pierre (45° 55′9″ N7° 11′56″ E), Alpine Pennine svizzere, questo parco solare composto da 1.440 pannelli fotovoltaici si abbina alla diga che ne definisce l’invaso, producendo circa 818.000 kWh/anno. Dunque, oltre alla più tradizionale produzione di energia elettrica da centrale idroelettrica, la quale sfrutta la corrente e la portata degli invasi fluviali alpini, ora si abbina anche il fotovoltaico galleggiante a pelo d’acqua. A seguire, il report tecnologico della soluzione tecnica ideata dall’ingegnere meccanico, nonché Project Manager, Guillaume Fuchs, dopo oltre 6 anni di studi e test da parte di Romande Energie Group.

Caratteristiche tecniche del parco solare galleggiante

Il parco fotovoltaico è composto da 1.440 pannelli complessivi, con struttura reticolare spaziale in acciaio tubolare progettata da Poralu Marine, la quale è ancorata al fondale lacustre. Disposti secondo una scacchiera interconnessa fatta di 36 settori galleggianti, ognuno conta di 40 pannelli, ossia di 8 elementi per ciascuna fila per un totale di 5 allineamenti. Essi poggiano su cassoni galleggianti in polietilene ad alta densità, di colore nero. Gli elementi furono portati in quota, già parzialmente assemblati, mediante l’utilizzo di un elicottero in 2 tornate e poi solidarizzati tra di loro grazie all’impiego di piccole imbarcazioni, in un arco temporale di 10 mesi. Venne realizzato mediante un investimento iniziale di 2,35 milioni di franchi svizzeri, pari a circa 2,17 milioni di euro anche grazie ai benefici del GRU (Grande Remunerazione Unica) della Confederazione. Oggi, tale impianto permette la produzione di circa 818.000 kWh/anno. Ogni pannello possiede un’inclinazione pari a 37°, in grado di assicurare il corretto smaltimento della precipitazione nevosa. E, al contempo, di mantenere standard di rendimento ottimali (fino al 20%). L’impianto è realizzato mediante una concezione adattativa al contesto, in grado dunque di seguire le condizioni climatiche che determinano la variazione di stato dell’elemento acquoso che costituisce l’invaso. Infatti, durante le ghiacciate invernali, l’impianto è in grado di sollevarsi per una quota pari a +60 cm rispetto alla superficie, mediante un sistema di galleggianti. In estate, invece, a causa delle ridotte portate degli affluenti e dell’evaporazione, questi può adagiarsi sul fondale lacustre senza compromettere il suo funzionamento.

I benefici della realizzazione dell’impianto fotovoltaico galleggiante svizzero

I benefici derivanti da questo progetto sperimentale sono molteplici, a partire dalla riduzione dell’utilizzo dei combustibili fossili nel territorio elvetico e della CO₂ emessa. Nonostante la rilevante escursione termica in termini assoluti (-25 °C; +30 °C) e con venti fino a 120 km/h, l’impianto parrebbe beneficiare anche di altre positività date dalla quota (+1.810 m.s.l.m.) e dalla localizzazione geografica. Infatti, grazie ad un maggiore irraggiamento dovuto ad una ridotta strato atmosferico (sulle Alpi fino a 1.600 kWh/m²), così come ad un effetto albedo della neve che aumenta la riflessione dei raggi incidenti, l’impianto ha rese fino ad un +45% migliori rispetto ad un omologo localizzato in pianura e su terra. Tali prestazioni sono ulteriormente incrementate dalle basse temperature di esercizio date dal contesto alpino, precedentemente indicate. Inoltre, essendo ogni pannello bifacciale, tale configurazione ne aumenta la possibilità di produzione di energia elettrica, grazie alla riflessione dei raggi solari sulla superficie del fluido. Inoltre, la presenza costante di acqua e la sua evaporazione può ridurre il rischio di surriscaldamento dei pannelli fotovoltaici. Tali indicazioni sono rese evidenti grazie ai dati registrati nel primo anno di esercizio, iniziato nell’Ottobre 2019.

Possibili problematiche per impianti fotovoltaici galleggianti 

Le prospettive future dell’impianto sono quelle di estendere la sua superficie produttiva dai 2.240 m² attuali fino a raggiungere circa il 35% dell’invaso artificiale, il quale conta di un’area di circa 0,61 km². Ciò consentirebbe di produrre fino a 22 milioni di kWh/anno, su di un’area pari a 67.000 m². Potenzialmente, a seconda quanto riferito dall’Ing. Fuchs, altri 10 laghi svizzeri sarebbero utilizzabili ai fini della produzione di tale tipo di energia pulita. Tuttavia, nonostante il positivo accoglimento da parte dell’opinione pubblica, alcune critiche insorgono relative a diversi fattori. In primis, vi è il depauperamento visivo di queste aree in termini estetico-percettivi, nonostante le valutazioni di impatto ambientale condotte. Possibili soluzioni alternative suggeriscono l’installazione di pannelli per la produzione di energia elettrica a fini domestici o per acqua calda sanitaria sulle coperture delle abitazioni private, lasciando dunque l’approccio al lago al grado zero di utilizzo. In secondo luogo, vi sono gli alti costi di realizzazione dell’impianto in quota e della movimentazione degli elementi mediante l’impiego di mezzi speciali, dunque potenzialmente più onerosi. Inoltre, andrebbero ponderati anche i costi di manutenzione dell’impianto, date le condizioni ambientali estreme a cui è soggetto e a cui espone i manutentori, seppur non in presenza di un moto ondoso sensibile delle acque dell’invaso.

Esempi internazionali

Tuttavia, il progetto svizzero beneficia anche sulla letteratura esistente di altri impianti omologhi altri realizzati in altre aree mondiali e in anni precedenti ad esso. Il primo parco fotovoltaico al mondo venne infatti realizzato in Giappone nel lontano 2007, dunque 13 anni or sono. Mentre quello più esteso in termini di superfici galleggianti è ubicato ad Huainan, provincia di Anhui, Cina. Dotato di ben 160.000 pannelli su di un’area di 800.000 km², quest’ultimo venne realizzato nel 2017. Avente una capacità produttiva di 40 MW, questa “floating solar photovoltaic farm” si colloca al di sopra di una ex cava di carbone ormai in disuso, saturatasi di acqua.

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