L’India ha approvato 5 GW di solare galleggiante

Programma da 533 milioni contro software che ignora il raffreddamento ad acqua dei moduli.

Da una parte c’è un programma pubblico da mezzo miliardo di dollari. Dall’altra c’è il software più usato per calcolare quanta energia produrrà un impianto solare, che sul fotovoltaico galleggiante dichiara di non aver mai fatto studi dedicati. In mezzo si colloca un lavoro di ricerca pubblicato lo scorso agosto: un nuovo modello di temperatura per il fotovoltaico galleggiante, chiamato FPV-NOCT, che prova a stimare quanto l’acqua raffreddi i moduli e quindi quanto ne migliori la resa. Non è una notizia dell’ultima ora. Riguarda però un problema che con il passare dei mesi diventa più evidente man mano che crescono i gigawatt messi a gara.

Cinque gigawatt costruiti su una stima presa in prestito

Partiamo dalla scala. Il governo indiano ha approvato un programma da 50,7 miliardi di rupie, circa 533 milioni di dollari, per sostenere 5 GW di impianti solari galleggianti abbinati a sistemi di accumulo. Per avere un termine di paragone, secondo un’analisi di RINA Consulting la capacità di fotovoltaico galleggiante installata nel mondo ammonta in tutto a circa 10 GW. Il programma indiano, in altre parole, punta a un volume pari alla metà di quanto oggi esiste sull’intero pianeta. Bisogna comunque distinguere: un programma approvato è un impegno di spesa, non impianti in funzione. Tempi e modalità di attuazione sono un’altra storia.

Ogni progetto di quel programma, prima di essere finanziato, dovrà comunque passare da una stima di producibilità. Ed è qui che le cose si complicano. Nella documentazione tecnica di PVsyst, lo strumento di riferimento per queste simulazioni, si legge che il software non ha condotto studi dedicati sugli impianti FPV. La soluzione indicata agli utenti è pragmatica: «Consigliamo agli utenti di eseguire misurazioni proprie oppure di usare valori presi dalla letteratura, se applicabili alla loro struttura di montaggio e al loro clima». La temperatura delle celle, che incide direttamente sull’energia prodotta, finisce così per essere un parametro che ciascuno sceglie a modo suo. Resta quindi una domanda: se lo strumento standard non sa quanto si raffredda un pannello sull’acqua, qualcuno ha provato a misurarlo davvero?

Quanto vale l’acqua sotto il pannello

I ricercatori che hanno sviluppato FPV-NOCT sono partiti dal campo. Hanno raccolto dati con una frequenza di un minuto da due sistemi galleggianti costruiti su misura in Malaysia, con moduli da 100 W montati a 250 e a 800 millimetri dalla superficie dell’acqua. L’altezza non è un dettaglio: test sulle prestazioni di pannelli galleggianti a diverse altezze avevano già mostrato che il pannello posto più in alto beneficiava del maggiore effetto di raffreddamento. La distanza dall’acqua, insomma, cambia il comportamento termico del modulo. Un modello pensato per impianti a terra, che non considera questa variabile, rischia di sbagliare in modo sistematico.

Su quelle misure è stato costruito il modello, che poi è stato messo alla prova su dati raccolti altrove. Nei dataset di validazione provenienti dal Brasile e dalla California, FPV-NOCT ha superato l’approccio NOCT standard, cioè il metodo convenzionale per stimare la temperatura operativa delle celle, e ha raggiunto un’accuratezza predittiva fino al 92,3%. Il test più indicativo è quello sul lago Passaúna, in Brasile. Secondo Ramanan Chidambaram Jayaraj, il modello ha previsto correttamente le temperature delle celle osservate in 11 mesi su 12. Introducendo un fattore di correzione per il vento, ci è riuscito in tutti e dodici.

Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Solar Energy con il titolo «Water cooling effect in solar cell temperature estimation for floating photovoltaics modeling». Il punto non è soltanto accademico. Il raffreddamento dato dall’acqua è uno degli argomenti con cui si giustifica il fotovoltaico galleggiante: pannelli più freschi producono di più. Se però quel vantaggio viene stimato con valori approssimativi, chi finanzia un impianto non sa con precisione quanto stia pagando in più per ottenerlo, né quanto ne ricaverà.

Il modello c’è, la regola no

Va detto anche dove il modello è stato verificato. Brasile, California, il lago Passaúna sono contesti di acque interne o comunque riparate. Del resto è lì che si trova quasi tutto il settore: secondo RINA Consulting, i circa 10 GW installati nel mondo sono quasi interamente vicino alla costa o in acque interne. Secondo la stessa analisi sulla nuova ondata di innovatori del solare galleggiante, in mare aperto si trova meno dello 0,2% della capacità. Per laghi e bacini, quindi, il modello copre la maggior parte dei casi reali. Il mare aperto, con onde, vento e salinità diversi, è un terreno che i dati disponibili non coprono.

La questione aperta però riguarda soprattutto le regole. Un modello pubblicato su una rivista scientifica non diventa per questo uno standard. Perché cambi davvero qualcosa deve entrare nei software che banche, sviluppatori e amministrazioni usano per valutare i progetti. Oppure deve essere richiesto esplicitamente nei bandi. Finché questo non succede, ciascuno potrà scegliere i valori che preferisce, compresi quelli più ottimistici.

Il caso indiano rende la questione concreta. Cinque gigawatt sostenuti con risorse pubbliche verranno valutati con stime di producibilità che, per quanto riguarda la temperatura delle celle, poggiano su misure fai-da-te o su numeri presi dalla letteratura. La ricerca ha fatto la sua parte e ha prodotto uno strumento più accurato. Chi deve ora trasformarlo in un criterio comune: gli sviluppatori, che hanno interesse a numeri favorevoli, i finanziatori, che rischiano il capitale, o i regolatori, che scrivono i bandi? Conviene deciderlo prima che i prossimi gigawatt vengano assegnati, non dopo.