Fotovoltaico galleggiante: vantaggi applicativi e ambientali

Il fotovoltaico galleggiante ha molti vantaggi applicativi e ambientali. Articolo per L’Ecofuturo Magazine a cura di Marco Rosa-Clot, Direttore scientifico della società di ingegneria Koiné Multimedia, già professore incaricato di Fisica Quantistica e Fisica Generale a Pisa e professore ordinario di Fisica Nucleare presso l’Università di Firenze.

Nel 2025 la potenza elettrica da fonti rinnovabili è aumentata, a livello mondiale, di 692 GW (+15,5%). Circa tre quarti di questo incremento è rappresentato dall’energia solare (511 GW, +27,2%), seguita dall’energia eolica (+159 GW), mentre la capacità idroelettrica, la bioenergia e la geotermia hanno registrato crescite più contenute. Il solare domina dunque lo scenario dei nuovi impianti: i trend confermano che entro il 2030 non solo la potenza installata, ma la stessa energia prodotta sarà dominata dal sole, che arriverà a generare oltre 9.000 TWh.

Questa esplosione è dovuta a tre elementi chiave:

• semplicità e rapidità di installazione: 100 MW si installano in pochi mesi;
• manutenzione semplice, invasività limitata e sicurezza elevata;
• costi del kWh in continuo calo: oggi il costo medio mondiale è di 40 €/MWh, con punte di 20 €/MWh nella fascia equatoriale.

Nonostante il successo, il mercato registra due importanti limiti strutturali. Il primo riguarda l’intermittenza: il fotovoltaico è attivo per circa 900-1300 ore l’anno. Questo limite viene oggi affrontato con i sistemi di accumulo a batterie (BESS – Battery Energy Storage System), i cui costi sono in crollo, e con il potenziamento dei sistemi di accumulo a gravità. Il secondo limite riguarda la necessità di grandi superfici. Una centrale a gas da 1 GW richiede pochi ettari, mentre 1 GW di fotovoltaico ne richiede circa 1.000. Tale ingombro è problematico, specie vicino ai grandi centri urbani dove il terreno è prezioso. La risposta risiede nel “floating PV” (FPV), tecnologia che installa i pannelli sulle superfici d’acqua, superando i limiti di disponibilità di terra e sfruttando i bacini esistenti.

Le strutture del FPV e il potenziale geografico

Il fotovoltaico galleggiante conta già migliaia di impianti nel mondo, raggiungendo una quota di 12 GW nel 2025 con tecnologie diverse e in rapida evoluzione. Esempi di zattera di supporto ai pannelli sono mostrati in Figura 1 – Zattera con struttura a doppia tettoia – e in Figura 2 – FPV da 1 MW, (Koinè, TV 2021).

L’Italia è particolarmente ricca di siti idonei, naturali e artificiali, tra cui:

• bacini di cava (migliaia per regione);
• dighe e bacini idroelettrici;
• bacini di irrigazione, che traggono vantaggio dalla riduzione dell’evaporazione;
• lagune e zone marine con acque poco profonde.

Un calcolo conservativo mostra che coprendo solo il 10% dei bacini esistenti si potrebbero installare in Italia oltre 30 GW di FPV, senza sottrarre terreno ad usi agricoli, civili o ambientali.

La sinergia con l’idroelettrico

Le centrali idroelettriche ricoprono un ruolo centrale: sebbene abbiano garantito finora il 16,6% della produzione mondiale, il loro sviluppo è rallentato per evitare i danni ambientali dovuti all’allagamento di vaste aree naturali (come avvenuto in Amazzonia). L’accoppiamento tra FPV e idroelettrico offre però vantaggi straordinari:

• connessione alla rete: i bacini idroelettrici dispongono già di infrastrutture di rete spesso sottoutilizzate (2-3mila ore/anno), riducendo i costi di installazione per il FPV;
• densità di potenza: i bacini idroelettrici hanno una densità energetica bassa (3-5 W/m²), mentre il FPV raggiunge i 200 W/m². Ciò significa che coprendo solo il 5% del bacino si può raddoppiare la potenza complessiva della centrale.

Vantaggi del FPV

A fronte di un costo superiore del 10-15% rispetto agli impianti a terra, il FPV garantisce benefici superiori:

• nessuna occupazione del suolo. Il vantaggio principale degli impianti fotovoltaici galleggianti è quello di non occupare terreno, se non le limitate superfici necessarie per le cabine elettriche;
• accoppiamento alle centrali idroelettriche. Questo permette di estendere il periodo di produzione di energia e di integrare la produzione fotovoltaica senza modifiche delle infrastrutture di rete;
• installazione e dismissione. Gli impianti fotovoltaici galleggianti sono più compatti degli impianti terrestri, la loro gestione è facile e la loro costruzione e dismissione semplice;
• risparmio idrico. La copertura parziale dei bacini porta alla riduzione dell’evaporazione. Questo risultato dipende dalle condizioni climatiche ed è un importante valore aggiunto per impianti FPV sui bacini di irrigazione;
• impatto ambientale positivo. In particolare, l’accoppiamento di impianti FPV e piscicolture è particolarmente vantaggioso e in Cina oltre 30 GW di impianti fotovoltaici (talora su zattere più spesso su palafitte) sono stati accoppiati a vaste piscicolture. Ma gli impianti flottanti permettono anche un controllo dell’algae bloom e favoriscono l’ossigenazione delle acque.

In conclusione, il FPV rappresenta uno strumento fondamentale non solo per la produzione energetica, ma per una corretta gestione delle acque e il miglioramento degli ecosistemi acquatici.

Leggi anche: Alla scoperta del fotovoltaico galleggiante di Bryo – LINK