Un nuovo studio descrive in dettaglio come il fotovoltaico galleggiante influenza il flusso del vento e l’irradiazione in un lago e l’effetto sulla temperatura dell’acqua a diverse profondità. Tuttavia, gli autori affermano che sono necessarie ulteriori ricerche su come progettare sistemi per massimizzare i benefici dei corpi idrici stessi.

Un team di ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare ISE e dell'Università di Friburgo ha valutato un sistema fotovoltaico galleggiante (FPV) sul lago Maywald, nella Germania sudoccidentale, per determinarne l'impatto sulle proprietà termiche del lago.

Nel loro studio su un sistema FPV da 749 kW su un lago, i ricercatori hanno utilizzato misurazioni meteorologiche e idrologiche approfondite per studiare gli effetti del sistema sul flusso del vento laterale vicino alla superficie, sull'irradiazione, sulla temperatura dell'acqua e sul bilancio energetico.

Il team ha scoperto che lo strato d’acqua più superficiale presenta grandi variazioni nella temperatura dell’acqua (ΔT w) a seconda dell’ora del giorno.

"In particolare, nello strato vicino alla superficie si possono osservare valori ΔTw negativi, che indicano un effetto di raffreddamento del sistema. La profondità e la deviazione standard della differenza di temperatura media dell'acqua mostrano una forte correlazione negativa (r = -0,87). Da 0 a 5 La fluttuazione della differenza di temperatura dell'acqua nell'intervallo di profondità m era significativamente più elevata di quella nell'intervallo di profondità compreso tra 5 e 10 m (p = 0,0007)."

Secondo i ricercatori, i risultati potrebbero indicare che l’impatto dell’FPV è principalmente nello strato d’acqua superiore e può avere effetti diversi durante il giorno e la notte, con il raffreddamento più forte che si verifica nello strato d’acqua vicino alla superficie.

Per determinare l’impatto dell’FPV sul lago, il team ha utilizzato un modello generico del lago con misurazioni dell’irradianza orizzontale globale (GHI) sopra e sotto il modulo come input. Inoltre, il team ha utilizzato i dati generati da piccoli trasmettitori del vento per analizzare le differenze nella velocità del vento laterale vicino alla superficie causate dal sistema.

"Sulla base di un'analisi di sensibilità del vento ridotto, si può osservare che l'effetto dell'FPV sulla velocità del vento in prossimità della superficie può avere un impatto considerevole sulle proprietà termiche del lago", afferma lo studio. "Sebbene l'irradianza misurata (73%) e il vento (23%) implicherebbero un effetto di compensazione sul cambiamento climatico, una grande riduzione del vento potrebbe avere un effetto stabilizzante sulla stratificazione e aumentare significativamente la temperatura dell'acqua superficiale in anni estremi come il 2018. Ciò a sua volta potrebbe amplificare ulteriormente l’influenza delle proiezioni sui cambiamenti climatici”.

Queste complessità significano che dovrebbero essere fatte ulteriori ricerche per monitorare l’interazione tra FPV e acqua in modo che i sistemi possano essere progettati specificamente “per avere effetti benefici sui corpi idrici in termini di cambiamento climatico”, ha affermato il gruppo.