Il mondo sta affrontando sfide importanti per raggiungere gli obiettivi internazionali di mitigazione del cambiamento climatico in tempi, budget e spazio limitati. Costretti da spazi terrestri finiti e da una domanda energetica in crescita, l’implementazione di progetti con pannelli solari flottanti è attualmente una priorità nelle agende politiche mondiali. Un fenomeno in crescita sia nelle acque interne che offshore. I chiari vantaggi di questa tipologia, come il consentire l’utilizzo multifunzionale degli spazi acquatici e l’aumento dell’efficienza nella generazione (dovuta all’effetto di raffreddamento e la regolazione della temperatura) sta portando ad un dispiegamento assai veloce di queste fonti rinnovabili.
Ciò però avviene in assenza di una valutazione degli impatti sull’ambiente che queste strutture provocano. Parchi solari come questi possono, infatti, ricoprire superfici acquatiche di decine di ettari e influenzare sia la qualità dell’acqua che quella degli ecosistemi. Quando la superficie acquatica è ricoperta da pannelli ciò causa cambiamenti profondi nell’esposizione alla luce, l’idrodinamica locale e l’evaporazione, influenzando dunque processi naturali, come ad esempio la fotosintesi ed altri cicli naturali. Diviene, quindi, necessario valutare quali potrebbero essere gli effetti di queste tecnologie e assicurarsi che soluzioni ingegneristiche vengano implementate per salvaguardare la qualità dell’acqua e gli ecosistemi. Il punto di partenza è una mappatura delle aree destinate a queste infrastrutture e le loro caratteristiche.
L'impatto ambientale di strutture flottanti, sia che questo risulti negativo o positivo, è un tema complesso, visto che coinvolge la valutazione di componenti fisiche, chimiche e biologiche sui sistemi acquatici, gli ecosistemi e le attività umane. Gli studi che hanno valutato i potenziali impatti sono pochi e non ci sono linee guida prestabilite per azioni di mitigazione o per il design e la costruzione di parchi solari flottanti. La conoscenza ad oggi disponibile è basata sulla letteratura, ipotesi e spesso si basa su modelli che non hanno una validazione derivata dai dati. Altresì, queste nozioni non rispondono a tutte le domande poste dalle autorità che vigilano sulle attività umane relative alle risorse acquatiche.
La maggior parte degli studi invita al monitoraggio nel lungo periodo da parte di diverse discipline, come ad esempio l’ecologia, affinché si studino gli impatti su uccelli e pesci. Spesso non vi è neppure tempo per una ricerca approfondita sugli effetti ecologici e la qualità dell’acqua. Per di più, rimangono inadeguati gli strumenti, la maggior parte dei quali basati sulla raccolta di campioni e analisi di laboratorio, per condurre un monitoraggio sufficientemente vasto, efficiente ed economico. Servirebbe, al contrario, e con urgenza, l’acquisizione di dati sul campo attraverso tecnologie di monitoraggio innovative e tecniche per l’interpretazione intelligente delle informazioni.
Le ricerche in corso studiano gli effetti sulla qualità dell’acqua ed sull’ecologia delle strutture flottanti in aree urbane. Questi studi non solo si focalizzano sulle aree al di sotto dei pannelli solari flottanti, ma anche sulle abitazioni flottanti e gli aeroporti. A tal proposito, gli scienziati hanno utilizzato sensori in-situ, installati per diversi mesi, così come droni acquatici per misurare la qualità delle acque e raccogliere immagini degli ecosistemi subacquei. I dati raccolti nelle vicinanze delle strutture sono così comparati con quelli di luoghi in acque aperte. In generale, i risultati evidenziano piccole differenze nei parametri delle acque analizzate e situate al di sotto dei pannelli. Concentrazioni inferiori di ossigeno e temperature leggermente inferiori sono state qui misurate, al pari di una fluttuazione inferiore. Le immagini raccolte dai droni, invece, evidenziano incrostazioni biologiche e filtratori in rapido sviluppo, in un vero e proprio ecosistema che può emergere, dopo poco tempo dalla loro costruzione, nella maggior parte dei siti.
Altri team di ricerca si stanno occupando di questo argomento, incluso lo ZWIMP, così come altri consorzi con la partecipazione di diversi stakeholders, pubblici e privati. Il Progetto GREEN, ad esempio, si focalizza sul miglioramento delle metodologie di monitoraggio senza equipaggio (sott’acqua, in superfice e nei veicoli aerei) in termini di efficienza di costi e altre funzionalità (come ad esempio la navigazione autonoma, la disponibilità in diretta di dati, l’interpretazione intelligente dei dati stessi) e lo sviluppo di nuovi sistemi e metodi di monitoraggio di aspetti altrimenti impossibili da verificare a distanza. SPARKLES è un nuovo progetto interdisciplinare a cui è stato assicurato sostegno economico e che si occuperà di affrontare gli ostacoli che ad oggi si frappongono ad una maggiore diffusione dei pannelli fotovoltaici.
Queste iniziative di ricerca sono importanti per offrire strumenti di monitoraggio efficienti della qualità e dell’ecologia e la rendicontazione nel dettaglio di tutti quei fenomeni che accadono al di sotto della superfice acquatica nel momento in cui sono installati dei pannelli fotovoltaici. Quando l’implementazione di innovazioni è così rapida, spesso non vi è tempo, budget e consapevolezza sufficiente per una ricerca approfondita delle implicazioni ambientali. Diventa però fondamentale imparare come progettare/costruire parchi solari flottanti con impatti positivi per l’ambiente e la qualità delle acque, prevenendo così problemi che potrebbero portare a disinvestimenti in tecnologie verdi assai promettenti.
I progetti solari flottanti dovrebbero prevedere l’implementazione di ulteriori misure da considerare in fase di progettazione, come ad esempio la sommersione di oggetti o giardini flottanti che possono stimolare lo sviluppo dell’ecosistema, promuovendo lo scambio di nutrienti, attraendo così anche una fauna al di sotto delle strutture flottanti. In aggiunta, queste soluzioni possono così contribuire allo smorzamento delle onde, proteggendo i pannelli flottanti e migliorando/arricchendo il paesaggio.
Impianto solare galleggiante di Bomhofsplas, a Zwolle nei Paesi Bassi
Fonte: Foto scattata dall’autore
La traduzione in italiano è stata curata dalla redazione di RiEnergia. La versione inglese di questo articolo è disponibile qui
