Perché coprire un lago di cava con pannelli solari produce più energia che a terra?

L’immagine di una cava dismessa evoca spesso un senso di vuoto: una cicatrice nel paesaggio, un’area improduttiva che pone complesse questioni di ripristino ambientale e sicurezza. Per i consorzi di bonifica, i grandi bacini idrici rappresentano invece una risorsa vitale, ma minacciata da un’evaporazione sempre più intensa. L’idea di sfruttare questi specchi d’acqua per installare impianti fotovoltaici appare come una soluzione intuitiva, quasi ovvia: si produce energia pulita senza consumare suolo agricolo e si beneficia di un’efficienza potenzialmente maggiore.

Tuttavia, ridurre il fotovoltaico galleggiante a un semplice “pannello sull’acqua” è un errore strategico. Le soluzioni standardizzate e i consigli generici ignorano la realtà del campo. La vera sfida non è tecnologica, ma ingegneristica e contestuale. Trasformare questa intuizione in un progetto redditizio, duraturo e sicuro è un esercizio di ingegneria di sistema che richiede un’analisi di rischio approfondita su ogni aspetto: dalla fluidodinamica del vento sulla superficie alla microecologia del bacino.

Ma se la vera chiave non fosse semplicemente il “dove” installare, ma il “come”? E se la progettazione non si limitasse a massimizzare i watt, ma a creare un nuovo equilibrio tra produzione energetica, gestione della risorsa idrica e tutela della biodiversità? Questo articolo si spinge oltre la superficie, analizzando i punti critici che ogni proprietario di cava, gestore di bacino o investitore deve affrontare. Analizzeremo il reale vantaggio del raffreddamento, quantificheremo il risparmio idrico, esamineremo le sfide di ancoraggio e navigheremo le complessità della burocrazia italiana per capire quando e perché il fotovoltaico galleggiante non è solo un’alternativa, ma la scelta strategicamente superiore.

In questa analisi dettagliata, esamineremo i fattori tecnici, ambientali ed economici che determinano il successo di un impianto fotovoltaico galleggiante. Dalla fisica del rendimento aumentato alle normative specifiche per l’Italia, forniremo un quadro completo per i decisori del settore energetico e della gestione del territorio.

Perché l’acqua sotto i pannelli aumenta la resa elettrica del 10-15% in estate?

Il principio fondamentale dietro la maggiore efficienza dei pannelli solari flottanti è legato a una delle principali debolezze dei moduli fotovoltaici tradizionali: la perdita di rendimento dovuta al surriscaldamento. Ogni grado Celsius al di sopra della temperatura di test standard (25°C) provoca un calo di efficienza che, nelle torride giornate estive, può ridurre significativamente la produzione di un impianto a terra. Su uno specchio d’acqua, questo problema viene mitigato in modo naturale e costante. L’acqua sottostante agisce come un enorme dissipatore di calore, mantenendo la temperatura di esercizio dei moduli più bassa e, di conseguenza, più vicina al loro punto di massima efficienza.

Questo effetto di raffreddamento non è trascurabile. L’interazione continua tra la superficie dei galleggianti e l’acqua, unita alla ventilazione naturale che si crea a pelo d’acqua, permette di ottenere un guadagno di produzione significativo. Dati raccolti sul campo indicano un incremento della resa energetica che, a seconda del clima e della tecnologia utilizzata, può essere notevole. In Italia, si stima che questo vantaggio si traduca in una produzione di energia superiore di almeno il 5-10% in più rispetto a un impianto a terra di pari potenza, con picchi che possono raggiungere il 15% nei mesi più caldi. Questo surplus energetico, concentrato proprio quando la domanda è più alta, migliora sensibilmente la redditività economica del progetto.

Il fenomeno fisico del raffreddamento è visibile a occhio nudo attraverso la condensa che si forma sulla parte inferiore dei moduli e delle strutture galleggianti, specialmente durante le ore notturne e al mattino presto. Questa umidità è la prova tangibile dello scambio termico tra l’impianto e il corpo idrico.

Come dimostra questa immagine, la vicinanza all’acqua crea un microclima favorevole che mantiene i moduli fotovoltaici a una temperatura operativa ottimale. Questo non solo aumenta la produzione giornaliera, ma può anche contribuire a prolungare la vita utile dei pannelli, riducendo lo stress termico a cui sono sottoposti i materiali. La progettazione deve quindi ottimizzare questo contatto, garantendo al contempo una stabilità e una durabilità massime della struttura galleggiante. L’aumento di resa non è un bonus, ma un parametro di progettazione da massimizzare.

Come i pannelli galleggianti salvano migliaia di metri cubi d’acqua nei bacini agricoli?

Oltre alla produzione di energia, un impianto fotovoltaico galleggiante offre un secondo, cruciale beneficio, specialmente per i consorzi di bonifica e le aziende agricole: la riduzione dell’evaporazione. In un contesto di crescente siccità e di valore sempre più alto della risorsa idrica, questa funzione assume un’importanza strategica ed economica pari a quella energetica. La copertura parziale o totale di un bacino con pannelli solari crea un’efficace barriera fisica che limita l’esposizione della superficie dell’acqua all’irraggiamento solare e al vento, i due principali motori del processo evaporativo.

L’impatto di questa copertura è massiccio. Si stima che un impianto galleggiante possa ridurre l’evaporazione annuale fino al 70%, a seconda della percentuale di superficie coperta e delle condizioni climatiche locali. Questo si traduce in un risparmio idrico impressionante. Secondo analisi di settore, ogni megawatt di fotovoltaico galleggiante installato può portare a un risparmio di circa 10.000 m³ di acqua all’anno. Per un grande bacino irriguo, questo significa preservare milioni di litri d’acqua che altrimenti andrebbero persi, rendendoli disponibili per l’agricoltura durante i periodi critici. Questo approccio crea una duplice valenza: il bacino non è più solo una riserva d’acqua, ma un asset multifunzionale che produce energia e ottimizza la gestione idrica.

L’importanza di questo beneficio è stata sottolineata anche ai massimi livelli istituzionali. Come ha evidenziato Nicola dell’Acqua, Commissario Straordinario nazionale per l’emergenza idrica, l’impatto è tutt’altro che marginale:

Coprire un bacino consente di risparmiare una quantità d’acqua equivalente a quella che si perde durante la distribuzione.

– Nicola dell’Acqua, Commissario Straordinario nazionale per l’emergenza idrica

La relazione tra la percentuale di copertura del bacino e la riduzione dell’evaporazione è diretta e quantificabile, offrendo ai gestori uno strumento concreto per pianificare gli interventi in base ai propri obiettivi di risparmio idrico. Il seguente tavolo mostra stime indicative per un bacino di 10 ettari.

Questi dati dimostrano che il fotovoltaico galleggiante non è solo una tecnologia energetica, ma un potente strumento di adattamento al cambiamento climatico, capace di rendere i sistemi irrigui più resilienti e sostenibili.

Luce o ombra: coprire lo specchio d’acqua danneggia i pesci o crea rifugi?

L’introduzione di una grande struttura galleggiante su un bacino naturale o artificiale solleva legittime preoccupazioni riguardo al suo impatto sull’ecosistema acquatico. La questione principale riguarda l’ombreggiamento: la riduzione della penetrazione della luce solare potrebbe alterare la fotosintesi delle alghe e delle piante acquatiche, con effetti a cascata su tutta la catena alimentare. Tuttavia, un’analisi più approfondita e una progettazione contestualizzata rivelano che il fotovoltaico galleggiante, se ben concepito, può coesistere e persino creare nuove opportunità per la fauna ittica e avicola.

L’approccio non è “tutto o niente”, ma trovare un equilibrio. L’ombreggiamento, ad esempio, può avere effetti positivi: riduce la proliferazione di alghe infestanti (eutrofizzazione) in bacini ricchi di nutrienti e crea zone d’ombra che fungono da rifugi termici per i pesci durante le calde giornate estive. La chiave è evitare una copertura totale e monolitica. Le moderne progettazioni prevedono corridoi di luce tra le file di pannelli, garantendo che la radiazione solare continui a raggiungere l’acqua sottostante, sostenendo la vita acquatica.

Le linee guida sviluppate da regioni pioniere come l’Emilia-Romagna offrono un modello di riferimento per una coesistenza virtuosa. Queste regole non sono vincoli, ma principi di buona ingegneria ecologica. Ad esempio, è stabilito che i pannelli non possono essere posizionati in acque con profondità inferiore a 3 metri, per proteggere le aree di foraggiamento dei volatili. Allo stesso modo, si richiede di lasciare libere le fasce perimetrali, cruciali per la nidificazione.

In definitiva, la domanda non è se l’impianto danneggi la fauna, ma come progettarlo affinché non lo faccia. Un’analisi ecologica preliminare e l’adozione di queste misure trasformano un potenziale impatto in un’opportunità di riqualificazione ambientale, specialmente nelle cave, dove si può creare un ecosistema più complesso di quello preesistente.

L’errore di sottovalutare il carico del vento sull’acqua che fa andare alla deriva l’impianto

Se il surriscaldamento è il nemico degli impianti a terra, il vento è il principale avversario di quelli galleggianti. Sottovalutare la forza che il vento può esercitare su una vasta superficie di pannelli, che agisce come una grande vela, è l’errore ingegneristico più comune e potenzialmente catastrofico. A differenza di un impianto a terra, dove le forze si scaricano su fondamenta statiche, un’isola fotovoltaica è un sistema dinamico. La spinta del vento si traduce in un carico immenso sulle linee di ormeggio e sui punti di ancoraggio, che devono essere progettati per resistere a raffiche estreme e a sollecitazioni continue.

L’analisi di rischio deve partire da uno studio anemometrico del sito e da una modellazione fluidodinamica per comprendere come il vento interagirà con la piattaforma. Le soluzioni di ancoraggio non sono un accessorio, ma il cuore strutturale del progetto. I sistemi professionali, come quelli sviluppati da aziende specializzate per il mercato italiano, prevedono soluzioni robuste e ridondanti. Le principali tecniche, come descritto dalle specifiche di progetto di NRG Island, adottano due approcci: l’ancoraggio subacqueo con catene e pesi morti (deadweight) sul fondale, oppure l’ancoraggio a riva, dove i cavi ad alta tenacità collegano la piattaforma a blocchi di cemento posizionati (e spesso interrati) sulla sponda del bacino. Quest’ultima soluzione è spesso preferita nelle cave, dove le rive sono stabili e accessibili.

La robustezza del sistema non riguarda solo l’ancoraggio, ma anche la capacità stessa dei galleggianti di sopportare carichi. Le piattaforme devono garantire una galleggiabilità sufficiente a sostenere il peso dei pannelli, della neve, e del personale di manutenzione. Le specifiche tecniche dei sistemi di alta gamma indicano una capacità di galleggiabilità che supera i 350 kg/m², assicurando un ampio margine di sicurezza.

L’immagine illustra chiaramente la tensione a cui è sottoposto un sistema di ormeggio. La stabilità dell’intera isola fotovoltaica dipende dall’integrità di questi componenti. Un guasto in un singolo punto di ancoraggio può innescare un effetto a catena, portando alla deriva e alla distruzione dell’intero impianto. Per questo motivo, la scelta del sistema di galleggiamento e ancoraggio non deve essere guidata dal risparmio, ma dalla massima affidabilità e da una progettazione basata sulle peggiori condizioni meteo prevedibili per il sito.

Problemi burocratici: è più facile autorizzare un impianto in cava o su un lago naturale?

In Italia, la complessità burocratica è spesso un ostacolo maggiore della tecnologia stessa. Per il fotovoltaico galleggiante, tuttavia, il legislatore ha introdotto importanti distinzioni che rendono alcuni siti drasticamente più attraenti di altri dal punto di vista autorizzativo. La risposta alla domanda è netta: è infinitamente più semplice autorizzare un impianto in una cava dismessa che su un lago naturale.

La svolta è arrivata con il Decreto-legge 24 febbraio 2023, che ha definito le “aree idonee” per le rinnovabili. Questa normativa ha stabilito un principio rivoluzionario per le cave: come confermato in una circolare del Ministero dell’Ambiente, ” l’installazione di impianti fotovoltaici nelle cave non suscettibili di ulteriore sfruttamento è considerata attività di manutenzione ordinaria“. Questo significa che, in questi siti, l’intervento non richiede permessi complessi, autorizzazioni paesaggistiche o Valutazioni di Impatto Ambientale (VIA). L’iter si riduce a una comunicazione al comune, a patto che l’installazione sia inclusa nel piano di ripristino ambientale della cava.

L’installazione di impianti fotovoltaici nelle cave non suscettibili di ulteriore sfruttamento è considerata attività di manutenzione ordinaria e non è subordinata all’acquisizione di permessi, autorizzazioni o atti di assenso comunque denominati.

– Decreto-legge 24 febbraio 2023, Gazzetta Ufficiale

Per altre tipologie di bacini, la situazione è diversa. Sui bacini agricoli gestiti da consorzi di bonifica, per impianti sotto i 10 MW si applica generalmente la Procedura Abilitativa Semplificata (PAS), un iter più snello ma che richiede comunque circa 90-120 giorni. Sui laghi naturali, invece, la strada è in salita: sono quasi sempre soggetti a vincoli paesaggistici e ambientali stringenti, che impongono un iter autorizzativo complesso come la PAUR (Provvedimento Autorizzatorio Unico Regionale) che include la VIA, con tempi che possono superare i 18 mesi e un esito incerto. La seguente tabella riassume le differenze.

Questa netta differenziazione normativa rende le cave e i bacini di cava i siti privilegiati per lo sviluppo del fotovoltaico galleggiante in Italia. Per i proprietari di questi siti, si tratta di un’opportunità unica per trasformare un’area problematica in un asset energetico con un percorso burocratico chiaro e rapido.

Estetica o Risparmio: quando il “bombolone” sul tetto è l’unica soluzione economica valida?

Il fotovoltaico galleggiante, pur con i suoi numerosi vantaggi, presenta un ostacolo iniziale: il costo di capitale (CAPEX) più elevato rispetto a un impianto a terra tradizionale. L’analogia con il “bombolone” del solare termico, spesso percepito come ingombrante e costoso, è calzante. Le strutture di galleggiamento, i sistemi di ancoraggio e la necessità di cavi e componenti specifici per l’ambiente acquatico comportano un investimento iniziale superiore. Le analisi di mercato indicano un costo per kilowatt-picco che varia sensibilmente. Secondo un’analisi di NWG Italia, il CAPEX per il flottante si attesta tra 1.200 e 1.600 €/kWp, contro i circa 1.000 €/kWp di un impianto a terra di grandi dimensioni.

Quando, allora, questa soluzione più costosa diventa l’opzione economicamente più valida, se non l’unica possibile? La risposta risiede in tre fattori chiave: la mancanza di suolo disponibile, il valore del terreno stesso e il potenziale di scala. In un paese densamente popolato come l’Italia, dove i terreni agricoli sono una risorsa preziosa e le aree industriali convertibili scarseggiano, i bacini artificiali e le cave rappresentano una vasta risorsa “a costo zero” in termini di occupazione di suolo. Installare un impianto flottante diventa la scelta obbligata quando non esistono alternative a terra praticabili o quando il costo del terreno renderebbe il progetto a terra antieconomico.

Inoltre, l’analisi economica non può fermarsi al CAPEX, ma deve considerare il Costo Livellato dell’Energia (LCOE), che tiene conto della maggiore produzione energetica e dei costi operativi lungo la vita dell’impianto. Il 10-15% di resa in più del fotovoltaico galleggiante contribuisce a ridurre il LCOE, accorciando i tempi di ritorno dell’investimento e compensando in parte il maggior costo iniziale. Infine, il potenziale di scala è enorme. Un’analisi condotta sul solo Veneto ha mostrato che coprendo appena il 20% delle cave inattive, si potrebbero installare 2,5 GW di potenza, con una produzione di oltre 3.000 GWh/anno. Di fronte a questa scala, il maggior costo per kWp diventa secondario rispetto all’opportunità di generare enormi quantità di energia pulita.

Il fotovoltaico galleggiante è quindi la soluzione economica vincente non “nonostante” il suo costo, ma perché sblocca un potenziale energetico su superfici altrimenti inutilizzate, trasformando un vincolo (la mancanza di terra) in un’opportunità di investimento su larga scala.

Nuotare in cava o al lago: quale scelta presenta meno rischi nascosti?

Le cave di estrazione, una volta abbandonate, si trasformano spesso in laghi dall’aspetto invitante, ma nascondono numerosi pericoli: sponde instabili, fondali irregolari, ostacoli sommersi e, soprattutto, l’assenza di qualsiasi tipo di sorveglianza. La balneazione abusiva in questi siti è un problema noto, fonte di incidenti anche mortali e di grande preoccupazione per i proprietari dei terreni, che ne portano la responsabilità civile e penale. In questo contesto, l’installazione di un impianto fotovoltaico galleggiante non rappresenta un rischio aggiuntivo, ma una soluzione definitiva al problema della sicurezza.

L’approccio è contro-intuitivo ma logico. Trasformare una cava abbandonata in un sito di produzione energetica industriale impone per legge l’adozione di misure di sicurezza rigorose. L’intera area viene recintata, dotata di sistemi di videosorveglianza e di controllo accessi, e gestita da personale professionale. Questo elimina alla radice la possibilità di accessi non autorizzati e, di conseguenza, il rischio di balneazione abusiva. Per il proprietario della cava, questo si traduce in una drastica riduzione della propria responsabilità.

Come sottolinea Francesco Castagna, Direttore di ANEPLA (Associazione Nazionale Estrattori Produttori Lapidei Affini), la riconversione energetica è prima di tutto un’operazione di messa in sicurezza:

L’installazione di un impianto industriale implica recinzione, sorveglianza e gestione dell’area, eliminando di fatto il rischio di balneazione abusiva e non sicura in una cava abbandonata.

– Francesco Castagna, Direttore ANEPLA

La questione della sicurezza elettrica, spesso sollevata, è gestita con standard elevatissimi. I componenti sono a tenuta stagna, i cavi sono protetti e l’intero impianto è dotato di sistemi di messa a terra e di interruzione automatica in caso di dispersione. La balneazione è, ovviamente e categoricamente, vietata all’interno del perimetro dell’impianto, ma questo divieto non fa che formalizzare e rendere efficace un’interdizione che dovrebbe già esistere per ragioni di sicurezza generale. In conclusione, tra un lago di cava non gestito e uno riqualificato con un impianto fotovoltaico, la seconda opzione è senza dubbio quella che presenta meno rischi nascosti per la collettività e per il proprietario.

Dove conviene installare impianti per produrre energia dalle onde lungo le coste italiane?

Quando si pensa all’energia dall’acqua, l’immaginario corre spesso al moto ondoso, una fonte di potenza immensa e apparentemente inesauribile. Tuttavia, un’analisi basata sulla maturità tecnologica e sulla realtà economica rivela un quadro molto diverso. Per un investitore che cerca una soluzione pragmatica e redditizia oggi, la scelta tra energia dalle onde e fotovoltaico galleggiante su bacini interni è netta: il fotovoltaico galleggiante vince su tutti i fronti.

La differenza fondamentale risiede nel Technology Readiness Level (TRL), una scala che misura la maturità di una tecnologia. Mentre il fotovoltaico è una tecnologia con TRL 9, ovvero pienamente commerciale, collaudata e affidabile, l’energia dal moto ondoso si attesta ancora a un TRL 5-6. Questo significa che è ancora in fase sperimentale, con prototipi in fase di test ma senza soluzioni standardizzate e pronte per un’implementazione su larga scala. Questa immaturità si riflette direttamente sui costi.

Il Costo Livellato dell’Energia (LCOE) per il moto ondoso è stimato tra i 200 e i 400 €/MWh, un valore da 4 a 5 volte superiore a quello del fotovoltaico galleggiante, che si posiziona in un range competitivo di 50-80 €/MWh. A questo si aggiunge la sfida di operare in un ambiente marino ostile, con problemi di corrosione, biofouling e resistenza a tempeste estreme ben più complessi di quelli di un bacino interno. La seguente tabella mette a confronto le due tecnologie, evidenziando la superiorità del fotovoltaico flottante come investimento attuale.

Inoltre, il potenziale installabile in Italia per il fotovoltaico galleggiante sui soli bacini artificiali interni è enormemente più vasto. Stime di settore, come quelle di Laketricity Italia, indicano un potenziale di oltre 25 GWp, una cifra capace di dare un contributo sostanziale agli obiettivi di decarbonizzazione nazionali. Sebbene l’energia dalle onde rimanga una promessa affascinante per il futuro, oggi la scelta più razionale e strategica per produrre energia dall’acqua in Italia è guardare verso l’interno, ai laghi di cava e ai bacini agricoli.

La valutazione di un progetto di fotovoltaico galleggiante richiede quindi un’analisi che vada oltre il semplice costo per watt, integrando i benefici idrici, i vantaggi burocratici e le performance superiori. Per i proprietari di cave e i gestori di bacini, l’opportunità è quella di trasformare una superficie d’acqua in un motore di sostenibilità e profitto.