Idropannelli solari, alla scoperta del fotovoltaico combinato con l’acqua
Gli idropannelli solari, o pannelli solari idroelettrici, sono dispositivi in grado di combinare fra loro l’energia solare e quella idrica al fine di generare elettricità: questa tecnologia è relativamente recente ed è in grado di produrre energia pulita sfruttando sia l’energia solare che quella idroelettrica.
Le caratteristiche principali 1
Diffusione in Italia ed in Europa. 2
Principali utilizzatori degli idropannelli
Le caratteristiche principali
Questa tipologia di pannelli solari è composta da celle solari fotovoltaiche, le quali a loro volta sono integrate con turbine idrauliche: da una parte le celle solari convertono l’energia solare in energia elettrica, mentre dall’altra parte le turbine idrauliche sfruttano la forza dell’acqua in perenne movimento per generare ulteriore energia, riuscendo così ad aumentare l’efficienza di conversione tipica dell’energia solare.
Questa tecnologia può essere installata in ambienti in cui e naturalmente presente un flusso d’acqua costante, come ad esempio i fiumi, i canali, le cascate oppure gli impianti idroelettrici esistenti: sfruttando entrambe le fonti di energia (solare ed idroelettrica) questi pannelli possono produrre elettricità in modo continuo ed affidabile, con un ottimo rendimento.
Il loro principale vantaggio consiste nella combinazione di due fonti energetiche rinnovabili, ragion per cui l’impatto ambientale si riduce in modo decisamente importante; tuttavia, si tratta di una tecnologia ancora in fase di sviluppo, suscettibile di ulteriori ricerche, test ed i miglioramenti per garantire migliori parametri di efficienza e di affidabilità.
Come funzionano
A livello tecnico le principali caratteristiche degli idropannelli solari possono essere così descritte:
- Energia duale: questi pannelli combinano due forme di energia per generare elettricità, consentendo di sfruttare al massimo le risorse rinnovabili disponibili ed aumentando allo stesso tempo l’efficienza complessiva del sistema;
- Produzione continua: grazie alla presenza di un flusso d’acqua costante, come quello derivante da un corso d’acqua o dalla presenza di un impianto idroelettrico, questi pannelli possono generare energia in modo continuo sia di giorno che di notte, massimizzando la produzione durante le ore diurne e continuando comunque a produrre anche durante le ore notturne in assenza di sole;
- Efficienza migliorata: l’integrazione tra le celle solari fotovoltaiche e le turbine idrauliche aumenta l’efficienza complessiva del sistema, dal momento che le turbine generano energia cinetica aggiuntiva in modo continuo;
- Ridotto impatto ambientale: Non risulta alcuna emissione di gas ad effetto serra né di altre sostanze inquinanti, mentre allo stesso tempo si utilizzano in contemporanea due fonti di energia rinnovabile;
- Adattabili e versatili: l’installazione di questi pannelli può avvenire in ogni luogo ove sia presente un flusso d’acqua costante, anche di minima portata;
- Costante ricerca e sviluppo: questa tecnologia è ancora in fase di sviluppo con l’evidente finalità di aumentare l’efficienza l’affidabilità e la durata di questi sistemi.
Schema tecnico di base
Rappresentando un sistema ibrido che combina le tecnologie fotovoltaiche e quelle idroelettriche, si può rilevare la presenza delle seguenti componentistiche di base, e precisamente:
- Pannelli solari fotovoltaici: si tratta di pannelli composti da celle solari fotovoltaiche in grado di convertire direttamente l’energia solare in energia elettrica; il loro posizionamento avviene nella parte superiore degli idropannelli solari, in modo da poter catturare l’irradiazione;
- Turbine idrauliche: sono installate nella parte inferiore degli idropannelli solari e Sono collegate ad un flusso d’acqua costante, come può esserlo un fiume oppure un impianto idroelettrico; in questo modo le turbine sfruttano la forza dell’acqua in movimento per generare energia cinetica;
- Generatore elettrico: è collegato alle turbine idrauliche e consente la conversione dell’energia cinetica generata dall’acqua in energia elettrica; a seconda dei casi potremmo avere un generatore ad induzione oppure un generatore sincrono a magneti permanenti;
- Sistemi di controllo e conversione: si tratta della componentistica necessaria a gestire e ad ottimizzare la produzione energetica, utilizzando normalmente inverter, regolatori di carica, sistemi di monitoraggio ed altri dispositivi in grado di supervisionare e garantire il corretto funzionamento e l’efficienza del sistema.
Quanto costano
Il costo di installazione di questa tecnologia può variare notevolmente se teniamo in considerazione diversi fattori, tra i quali rientrano la dimensione del sistema, la posizione geografica, il tipo di flusso d’acqua disponibile e la complessità dell’installazione.
Il fatto che questi pannelli rappresentino una tecnologia ancora piuttosto nuova potrebbe condurre a dei costi generali più elevati rispetto ai singoli tradizionali pannelli solari fotovoltaici oppure agli impianti idroelettrici.
Difficile comunque fornire cifre esatte, dal momento che non sono rilevabili dati specifici sul costo di installazione di questi pannelli, essendo troppo recenti: ne deriva quindi una progettualità configurata essenzialmente caso per caso, sulla base delle specifiche esigenze.
Diffusione in Italia ed in Europa
Nel nostro territorio questa tecnologia rimane ancora confinata ad un livello minimo di diffusione, essenzialmente legato a progetti pilota oppure dimostrativi: non essendoci ancora rilevazioni o dati specifici sulla loro distribuzione geografica, possono essere ad oggi considerati come una fonte di sicuro interesse, ma classificata tra le tecnologie emergenti ed in corso di sviluppo.
Negli altri paesi europei, soprattutto quelli nordici con abbondanti risorse idriche come la Norvegia oppure la Svezia, sono stati avviati progetti pilota per sperimentare e valutare il potenziale di questa tecnologia; le prime valutazioni si avranno dopo qualche anno.
In Austria invece, paese con una forte tradizione nella produzione di energia elettrica, sono state sviluppate alcune soluzioni ibride, in grado di combinare l’energia solare con quella idroelettrica: anche in questo caso si tratta di progetti pilota, avviati con l’evidente scopo di sperimentare nuove soluzioni.
Principali utilizzatori degli idropannelli
Al momento questa tipologia di pannelli non è utilizzabile da soggetti privati, a causa della complessità e delle specifiche richieste di installazione: il principale requisito, che coincide con l’esistenza di un flusso d’acqua costante ed adeguato come portata complessiva, non è generalmente compatibile rispetto a contesti residenziali, privati o commerciali, nei quali queste risorse potrebbero non essere disponibili o non soddisfare i requisiti minimi necessari.
Ad oggi, per i privati, i pannelli solari fotovoltaici tradizionali rappresentano l’opzione più comune ed economica per sfruttare l’energia solare e produrre energia: potendo essere installati sulle case o sulle proprietà private, essi rappresentano la migliore soluzione, adottabile nei contesti più diversi, per consentire la generazione di energia elettrica per il consumo domestico e la possibilità di vendere gli eccessi di produzione alla rete elettrica nazionale.
