Il valore tecnico di una struttura fotovoltaica galleggiante risiede nella sua stabilità a lungo termine, nella sua resistenza e nella sua facilità di manutenzione.

Visto dalla riva, un impianto fotovoltaico sopra l'acqua sembra ricoprire il lago con uno strato di scaglie blu. I moduli sono allineati con precisione su una superficie d'acqua scintillante e offrono un'immagine serena.

Pertanto, molte persone si chiedono: È sufficiente posizionare dei galleggianti sotto i pannelli?

Se fosse così semplice, basterebbero una vasca da bagno, un pannello in schiuma e due moduli usati per creare un’azienda fotovoltaica galleggiante. In pratica, l’acqua è un ambiente esigente: il vento spinge, le onde sollevano la struttura, il livello dell’acqua cambia e la radiazione solare e l’umidità sottopongono i materiali ad anni di esposizione. Una struttura galleggiante deve permettere all'intero impianto di seguire i movimenti dell'acqua e mantenere la sua posizione, oltre a sostenere i moduli.

1. Un sistema coordinato, oltre una grande piattaforma galleggiante

In un impianto galleggiante, i galleggianti forniscono il supporto, le strutture sostengono i moduli, i connettori uniscono le unità e il sistema di ancoraggio consente movimenti controllati senza che l'installazione si sposti dalla sua posizione. Fondamentali sono anche i corridoi, i cavi e le piattaforme delle apparecchiature: consentono l’evacuazione dell’energia e l’accesso sicuro ai punti che necessitano di manutenzione.

I componenti devono lavorare insieme. Un galleggiante forte con connessioni fragili è ancora vulnerabile alle onde. Un'installazione troppo rigida concentra le sollecitazioni in pochi punti; Una flessibilità eccessiva rende difficile mantenere l'orientamento dei moduli e la stabilità dei corridoi. Il design combina la rigidità locale attorno ai moduli e la flessibilità tra le unità attraverso giunti o connessioni mobili che accompagnano le onde.

La galleggiabilità deve essere valutata oltre la capacità di sostenere il peso iniziale. Il margine rimanente dopo l'installazione di moduli e strutture, l'inclinazione quando il personale si sposta da un lato e la sicurezza da carichi aggiuntivi dovuti a pioggia, neve o onde sono importanti. Fondamentali sono anche le fascette ed i ganci: costituiscono l'ultima protezione contro il sollevamento o lo scivolamento dei moduli quando agisce il vento al di sotto.

2. Rispondere al vento e alle onde richiede flessibilità e coordinazione

Quando il vento colpisce una struttura, le file laterali e gli angoli ricevono i carichi per primi, mentre le unità interne sono parzialmente protette dalle strutture vicine. La corretta disposizione dei galleggianti e delle passerelle all'aperto può mitigare parte del flusso d'aria e delle onde. La sua efficacia dipende dalle separazioni, dalle inclinazioni, dalla direzione del vento e dall'altezza delle onde. È necessario combinare test in galleria del vento, simulazioni di fluidi e calcoli strutturali per comprendere come le forze vengono ricevute e trasmesse.

Il sistema di ancoraggio riceve infine queste forze. Le ancore possono essere posizionate sulla riva o sul fondo, a seconda della profondità, della costa e della geologia. La tensione dei cavi deve tenere conto delle variazioni del livello dell'acqua: una tensione eccessiva trasmette carichi aggiuntivi ai galleggianti e ai connettori quando il livello sale, mentre un allentamento eccessivo consente spostamenti significativi in ​​caso di vento forte. Un buon ancoraggio mantiene la posizione e lascia il margine di movimento necessario.

3. La vera sfida: più di vent'anni di esposizione al sole e all'acqua

I sistemi galleggianti utilizzano tipicamente galleggianti in polietilene ad alta densità protetti dai raggi UV e supporti metallici o compositi. Il nome del materiale, di per sé, non ne garantisce la qualità. La formulazione, lo spessore, la qualità dello stampaggio e la resistenza agli agenti atmosferici possono variare anche tra i prodotti HDPE. I componenti metallici devono inoltre resistere all'umidità, alla salinità e alla corrosione dovuta al contatto tra materiali diversi.

Una soluzione testata in un serbatoio di acqua dolce richiede una rivalutazione prima di essere spostata in aree di acqua salata o costiere. I cambiamenti nell'acqua, nel vento, nelle onde e nella corrosione richiedono la revisione di materiali, fissaggi, strutture e ancoraggi. L'affidabilità deve essere supportata da test di invecchiamento dei materiali, test dei componenti, analisi strutturali ed esperienza derivante da progetti reali, oltre alle simulazioni.

La distribuzione dei moduli deve essere adattata a ciascun progetto. Una maggiore inclinazione può favorire la raccolta della luce e l'evacuazione dell'acqua, ma modifica la superficie esposta al vento. Una pendenza inferiore può ridurre i carichi e aumentare il consumo di acqua, sebbene richieda la revisione dell’accumulo e del drenaggio della polvere. La progettazione deve bilanciare generazione, sicurezza, costruzione e manutenzione, rispettando anche l'approvvigionamento idrico, l'irrigazione, la circolazione dell'acqua, gli argini e le funzioni ecologiche del bacino.

4. Conclusione

Il fotovoltaico galleggiante deve adattarsi all’ambiente acquatico. Hai bisogno di galleggianti stabili, telai robusti, connettori flessibili e un'ancora con un'adeguata libertà di movimento. Ogni componente contribuisce a ricevere e trasmettere i carichi del vento e delle onde e ad assorbire i cambiamenti nel livello dell'acqua. Questi dettagli sono alla base delle soluzioni galleggianti JUPOWER.