Solare galleggiante su serbatoi

Un bacino idrico è una grande superficie piatta, aperta e soleggiata, solitamente già collegata a strade, rete elettrica e, in caso di diga idroelettrica, linea elettrica. Il fotovoltaico galleggiante (FPV) mette i pannelli solari ordinari su galleggianti di plastica ancorati al fondo o alle banche. È cresciuto da una manciata di piloti su scala kilowatt tra il 2007 e il 2013 a impianti di centinaia di megawatt.

La sintesi onesta: ** il solare galleggiante funziona, è commerciale e costa solo un po’ più del solare sulla terraferma; vince dove la terra è scarsa o preziosa e dove esiste già un serbatoio e una connessione alla rete. I benefici aggiuntivi dichiarati, pannelli più freddi e acqua risparmiata, sono reali ma minori e meno ben misurati di quanto suggeriscono le brochure, e le tempeste e l’ecologia sono i rischi aperti. **

Che cos’è

Un impianto solare galleggiante ha quattro parti: i pannelli e gli inverter (gli stessi della terra), i galleggianti (di solito pontili in polietilene ad alta densità che tengono i pannelli a bassa inclinazione), le passerelle per la manutenzione, e l’ormeggio: corde, catene e ancoraggi o legami di riva che mantengono l’isola al suo posto mentre il livello dell’acqua sale e scende e il vento spinge su di essa. I cavi corrono lungo i galleggianti ad un inverter sulla riva o su una piattaforma galleggiante.

La maggior parte degli impianti si trovano su acque artificiali: idroelettrici e serbatoi di acqua potabile, stagni per l’irrigazione, cave allagate e pozzi minerari, lagune di acque reflue. Il solare galleggiante in mare è una variante più recente e molto più difficile. The World Bank’s market report counted more than 400,000 km² of man-made reservoirs worldwide.

Ecco come funziona

Stessi pannelli, stessa luce solare. Un pannello galleggiante produce elettricità esattamente come su un tetto o in un campo: la potenza è approssimativamente P = η × A × G, efficienza volte area volte luce solare. Quello che cambia è l’ambiente circostante.

Raffreddamento. I pannelli perdono circa lo 0,4% della loro potenza per ogni grado di riscaldamento oltre i 25 °C (vedi Fotovoltaico termico (per la fisica). La temperatura di un pannello è determinata da un equilibrio: la luce solare lo riscalda e il vento e le radiazioni lo raffreddano. Gli ingegneri scrivono questo come T_module = T_air + G / U, dove U è il coefficiente di perdita di calore in watt per metro quadrato per kelvin. Sopra l’acqua l’aria è più fresca e più umida, e nei disegni aperti il retro del pannello vede la superficie dell’acqua. I test sul campo hanno rilevato che i migliori progetti galleggianti sono stati sollevati U fino a 22 W/m²K rispetto ai sistemi di riferimento, hanno reso i pannelli più freddi di 3,2 °C nei Paesi Bassi e di 14,5 °C (rispetto a un sistema su tetto) a Singapore e hanno dato fino al 3% e al 6% in più di energia all’anno (Dörenkämper et al., 2021). I disegni in cui i galleggianti coprono l’acqua sotto i pannelli guadagnano molto meno.

Evaporazione. I pannelli ombreggiano l’acqua e rallentano il vento sopra di essa, quindi ne evapora meno. Nei bacini caldi e secchi questo può essere importante quanto l’elettricità: Jin e colleghi stimano 106 km³ all’anno risparmiati nel loro scenario del 30%, modellato piuttosto che misurato.

Potenza per ettaro. Gli array galleggianti di solito si trovano a bassa inclinazione e sono strettamente compressi, quindi un ettaro d’acqua contiene approssimativamente la stessa capacità di un ettaro di terra, circa 1 MW, e produce energia simile. Cirata in Indonesia misura 192 MWp su circa 200 ettari (Jakarta Post, 2023).

Ibrido con l’energia idroelettrica. Su un bacino idroelettrico, il solare può utilizzare la stessa connessione alla rete e lasciare che la diga trattenga l’acqua nelle giornate di sole per rilasciarla di notte: il bacino diventa una batteria per l’impianto solare.

I limiti del gioco

Teorico. Il galleggiamento non cambia la luce solare: un pannello galleggiante fa, al massimo, qualche percento in più dello stesso pannello sulla terraferma. Il potenziale globale è grande, ma limitato da quanto di ogni serbatoio può essere coperto senza danneggiarlo. Lo studio di Jin et al. limita ogni serbatoio al 30% e a 30 km².

Pratico.

• Vento, onde e livelli d’acqua. Gli ormeggi devono sostenere un’isola di pannelli attraverso le tempeste e attraverso i livelli d’acqua che possono oscillare di decine di metri. Nell’aprile 2024 una tempesta con venti di circa 50 km/h ha gravemente danneggiato l’impianto Indawadi da 88 MW appena completato, parte del parco solare galleggiante Omkareshwar in India (Times of India, 2024).
• Costo. I galleggianti, le ancore e i collegamenti di grado marino costano più dei telai a terra; il premio di riferimento degli Stati Uniti è di circa il 25% (Ramasamy e Margolis, 2021).
• Manutenzione. Tutto è raggiungibile in barca o su una passerella; escrementi di uccelli, alghe e biofouling devono essere puliti; la sicurezza elettrica vicino all’acqua ha bisogno di cure.
• Ecologia. Coprire l’acqua riduce la miscelazione di luce e vento. Una revisione sistematica ha rilevato possibili effetti sulla temperatura dell’acqua, sull’ossigeno, sulle alghe e sui pesci; le parti interessate hanno valutato la riduzione dell’evaporazione come la più grande opportunità e i cambiamenti nella chimica dell’acqua, compresa la deossigenazione, come la minaccia più grave. Solo il 15% degli operatori intervistati aveva effettuato test sulla qualità dell’acqua (Exley et al., 2021).
• Altri utenti. Le aziende di acqua potabile, i diportisti, i pescatori e le riserve naturali hanno tutti un ruolo da svolgere sulla superficie.


Progetti reali, misurati

Progetto	Che cos’è	Cosa è stato misurato o riportato	Fonte
Siti di prova fotovoltaici galleggianti nei Paesi Bassi e a Singapore	Diversi modelli galleggianti accanto ai sistemi di riferimento a terra e sul tetto, con sensori di temperatura e irraggiamento	Migliori sistemi flottanti 3,2 °C (Paesi Bassi) e 14,5 °C (Singapore) più freddi, ponderati in base alla luce solare; coefficiente di dispersione termica fino a 22 W/m²K superiore; rendimento fino al 3% e al 6% in più	Dörenkämper et al., 2021
Tengeh reservoir, Singapore (2021)	60 MWp su un serbatoio di acqua potabile gestito dall’Agenzia nazionale delle acque	Aperto nel luglio 2021 come uno dei più grandi impianti galleggianti dell’entroterra del suo tempo	Straits Times, 2021
Cirata, Giava occidentale, Indonesia (2023)	192 MWp, circa 340.000 pannelli, su un bacino idroelettrico	Si prevede di rifornire circa 50.000 famiglie; costo stimato di circa $100 milioni (output previsto, non ancora pubblicato in modo indipendente)	Jakarta Post, 2023
Omkareshwar, Madhya Pradesh, India (2024)	Diversi impianti sulle acque di scarico di una diga, tra cui 88 MW a Indawadi	Una tempesta nell’aprile 2024 ha causato “grandi perdite” ai pannelli una settimana dopo l’inizio dell’impianto di Indawadi	Il Giornale di Sicilia, 2024
Mercato mondiale	Da circa 1,1 GW a metà 2018 a circa 13 GW entro il 2022, principalmente in Asia	Stime del settore	Banca Mondiale, 2018; Bloomberg, 2023

Come affermato dal rapporto della Banca Mondiale, i vantaggi in termini di prestazioni “devono ancora essere confermati da installazioni più grandi, in diverse aree geografiche e nel tempo”. I grandi operatori raramente pubblicano i rendimenti misurati, la qualità dell’acqua o i danni causati dalle tempeste, che è la più grande lacuna nelle prove.

Quanto costa

Opzione	Costo	Anno e fonte
Galleggiante fotovoltaico, 10 MW, Stati Uniti	$1.29 per W installed against $1.03 sulla terra; costo dell’elettricità circa $0.057 per kWh against $0.047 sulla terra (senza crediti d’imposta)	2021, NREL, Ramasamy e Margolis
Impianto fotovoltaico galleggiante, 50 MW generico	5,6 centesimi di dollaro per kWh contro i 5,0 sul suolo a un tasso di sconto del 7%; costo d’investimento $0.8 to $1,2 per W nel 2018	2018, Banca Mondiale, SERIS
Solare su scala industriale sulla terra, Stati Uniti	$0.04 to $0,10 per kWh	Giugno 2026, Lazard LCOE+ versione 19
Benchmark: impianto solare su un edificio	Circa $ 0,19 per kWh, centrale	Il nostro modello di Fan Wall
Solare su tetti commerciali e comunitari, Stati Uniti	$0.09 to $0,20 per kWh	June 2026, Lazard

Quello che dice la tabella: il solare galleggiante costa circa dal 10 al 20% in più per kWh rispetto al solare sulla terraferma, e molto meno del solare su un tipico tetto. Dove il terreno è costoso, protetto o semplicemente non disponibile vicino alla rete, quel premio è piccolo. Lo studio NREL ha rilevato che i costi sono più sensibili al prezzo dei galleggianti, ai carichi di vento e neve e all’efficienza del modulo.

Dove può vincere e dove non può

Si può vincere:

• Paesi e isole affollati Paesi dove la terra è scarsa: Singapore, Giappone, Corea del Sud, Olanda, gran parte dell’Asia meridionale e sud-orientale.
• I bacini idroelettrici, dove esiste la connessione alla rete e l’acqua può essere trattenuta mentre il sole splende.
• Cavi allagate, pozzi minerari e stagni industriali che non hanno altro uso.
• Regioni calde e secche dove l’acqua persa per evaporazione è costosa e il guadagno di raffreddamento è maggiore.
• Impianti idrici che possono alimentare il proprio pompaggio e trattamento dai propri serbatoi.

Non può vincere:

• Dove la terra è economica e abbondante. Un parco solare su terra asciutta sarà di solito più economico e semplice.
• Su laghi ricchi di fauna o utilizzati per attività ricreative, a meno che l’evidenza ecologica non dica che una piccola copertura è innocua.
• In acqua esposta, tempestosa Senza costosi ormeggi, e offshore senza un salto nell’ingegneria.
• Come una grande nuova fonte di acqua. I risparmi per evaporazione sono reali ma modellati; aiutano, ma non creano un nuovo fiume.

Ciò che è provato, plausibile e speculativo

Provato: che impianti galleggianti di centinaia di megawatt possono essere costruiti e gestiti; che costano modestamente più del solare sulla terraferma; che il raffreddamento ad acqua aggiunge qualche percentuale di rendimento in progetti aperti; che le tempeste possono danneggiare gli impianti mal ormeggiati.

Plausible: che coprire una quota moderata di bacini idrici può ridurre sostanzialmente l’evaporazione, come modellato; che il funzionamento combinato solare e idroelettrico aggiunge valore utilizzando il bacino come stoccaggio; che l’ombreggiamento può ridurre le fioriture dannose delle alghe in alcuni bacini.

Speculativo: che il potenziale globale in migliaia di terawatt-ore è pratico una volta che l’ecologia, l’uso dell’acqua e le reti sono contate; comportamento a lungo termine (25 anni) dei galleggianti e degli ormeggi alla luce del sole e dell’acqua; che l’energia solare galleggiante in mare aperto può essere resa accessibile.

Domande di ricerca aperte

• Cosa fa una copertura del 10, 30 o 50% all’ossigeno, alla stratificazione della temperatura, alle alghe e ai pesci in diversi tipi di laghi, misurati nel corso degli anni?
• Quanta evaporazione si risparmia nella pratica, misurata con bilanci idrici piuttosto che con modelli?
• Quanto tempo durano i galleggianti sotto la luce ultravioletta e rilasciano microplastiche o sostanze chimiche nell’acqua potabile?
• Quali progetti di ormeggio sopravvivono a tempeste estreme e grandi oscillazioni del livello dell’acqua ad un costo ragionevole?
• Come gestire al meglio l’energia solare e idroelettrica insieme in modo che entrambe guadagnino di più?

Di cosa avrebbe bisogno un prototipo funzionante

Per una nuova idea di galleggiamento (un galleggiante migliore, ormeggio, metodo di raffreddamento o progettazione ecologica), un modello funzionante è un piccolo array su acqua reale, misurato accanto a un riferimento terrestre.

Fase	Lavoro	Cosa dimostra	Costo approssimativo	Tempo
0. Studio di progettazione	Carici da vento, onde e livello dell’acqua, progettazione di galleggianti e ormeggi, modello termico semplice	Il design sopravvive alle tempeste del sito sulla carta	$10k to $30k	2 a 3 mesi
1. zattera della prova	Da 5 a 20 kW su uno stagno o un serbatoio accanto ad una serie di terre identiche, temperature del modulo, potenza, dati sul vento e sull’acqua, un anno	Misurazione di guadagno di resa, temperature, usura precoce	$40k to $120k	12 mesi
2. Ecologia e sostenibilità	Campionamento della qualità dell’acqua sotto e lontano dalla zattera, invecchiamento del galleggiante e carichi di ormeggio durante una stagione delle tempeste	Effetti ambientali e sopravvivenza	$50k to $150k	Da 1 a 2 anni (sovrapposti)
3. impianto pilota	Da 0,5 a 2 MW con proprietario del bacino, permessi, allacciamento alla rete	Un design bankable	Dipende dalla dimensione	Da 1 a 2 anni


Le fasi da 0 a 2 costano circa $100,000 to $300.000. Queste sono le nostre stime, non citazioni.

Di chi abbiamo bisogno

• Architetto navale o ingegnere offshore per galleggianti, ormeggi e carichi di tempesta.
• Ingegnere di impianto fotovoltaico Per la progettazione elettrica e la sicurezza in prossimità dell’acqua.
• Limnologo (ecologo dell’acqua dolce) Progettare il monitoraggio della qualità dell’acqua e della fauna selvatica.
• Idrologo per misurare l’evaporazione e il bilancio idrico.
• Proprietario del serbatoio o dell’impianto idrico disposto ad ospitare una zattera di prova.
• Polimer specialist per testare l’invecchiamento e la lisciviazione dei galleggianti.

Hai un’idea migliore?

Forse avete un galleggiante più economico, un ormeggio più intelligente, un design che raffredda meglio i pannelli o uno che protegge la vita di un lago. Alcuni membri della Fondazione Local Solar System potrebbero avere contatti che potrebbero sentire un pitch per una forte idea energetica. Per essere presentata, un’idea ha bisogno di un modello reale che produca effettivamente potenza, misurata su uno strumento, non rivendicata. Anche le idee cartacee sono benvenute: se la fisica e i numeri sono solidi, possiamo pubblicarle qui sul sito. Raccogliere capitali senza un modello di lavoro è molto difficile, e non possiamo promettere finanziamenti, rendimenti o introduzioni.

Per il solare galleggiante, la misurazione più economica che conta come modello di lavoro è una piccola zattera di pannelli su uno stagno accanto a un set identico sulla terraferma, entrambi misurati, con le temperature dei moduli registrate per almeno un’estate. Questo mostra se il guadagno di raffreddamento è reale per il tuo progetto. Inviala attraverso il modulo di contributo, e confrontala con altre idee sul radar delle idee. Pagine correlate: l’agrovoltaico condivide la terra coltivabile invece dell’acqua, e piccola energia idroelettrica in tubazione prende energia dall’acqua che già scorre.

Fonti

1. Jin, Y., Hu, S., Ziegler, A.D. et al. (2023). Produzione di energia e risparmio idrico da fotovoltaico galleggiante su bacini globali. Nature Sustainability 6, 865-874.
2. Della Valle, A., Della Valle, M., Della Valle, A. et al. (2021). L’effetto di raffreddamento del fotovoltaico galleggiante in due diverse zone climatiche: un confronto dei dati di prova sul campo dai Paesi Bassi e da Singapore. Energia solare 214, 239-247.
3. Ramasamy, V. e Margolis, R. (2021). Benchmark dei costi degli impianti fotovoltaici galleggianti: installazioni Q1 2021 su corpi idrici artificiali. NREL/TP-7A40-80695.
4. Gruppo Banca Mondiale, ESMAP e SERIS (2018). Dove il sole incontra l’acqua: rapporto sul mercato solare galleggiante, riepilogo esecutivo.
5. Exley, G., Hernandez, R.R., Page, T. et al. (2021). Valutazione scientifica e basata su prove: risposta dell’ecosistema al fotovoltaico solare galleggiante e implicazioni per la sostenibilità. Recensioni di energia rinnovabile e sostenibile 152, 111639.
6. Ember (2025). Global Electricity Review 2025: le fonti a basso tenore di carbonio rappresentano il 40,9% (12.609 TWh) dell’elettricità mondiale nel 2024, per un totale di circa 30.800 TWh.
7. Chong, C. (2021). Si apre a Singapore la prima fattoria galleggiante solare su larga scala nel Tengeh Reservoir. The Straits Times, 14 luglio 2021.
8. AFP (2023). Jokowi inaugura il più grande parco solare galleggiante del sud-est asiatico. The Jakarta Post, 9 November 2023.
9. Il tempo dell’India (2024). Tempesta danneggia il più grande impianto solare galleggiante del mondo a Madhya Pradesh, 12 aprile 2024.
10. Bloomberg (2023). Pannelli solari galleggianti trasformano vecchi siti industriali in miniere d’oro di energia verde, 3 agosto 2023.
11. Lazard (giugno 2026). Costo dell’Energia Livellato+, versione 19.
12. Local Solar System Fondazione (2020, modello aggiornato 2026). The Fan Wall: modello aperto, benchmark solare sul tetto.
13. Harvey, F. (2016). Il più grande parco solare galleggiante del mondo si accende fuori Londra. The Guardian, 29 febbraio 2016; dati riassunti in Wikipedia, Queen Elizabeth II Reservoir.