Il sistema idrico della California è considerato uno dei più complessi al mondo. Migliaia di chilometri di canali si snodano attraverso i campi agricoli della zona centrale dello Stato, trasportando l’acqua dall’intricata rete di dighe e bacini idrici.
Oltre ad alimentare le coltivazioni, questi canali hanno anche un’importante funzione in chiave energetica: raffreddano i pannelli fotovoltaici che in alcuni tratti li sovrastano, aumentandone l’efficienza. In California sta infatti andando avanti un’iniziativa denominata “Project Nexus” che, con un finanziamento statale da 20 milioni di dollari, ha completato lo scorso agosto l’installazione di 1,6 MW di fotovoltaico sui canali.
L’interazione tra i pannelli e i corsi d’acqua è reciproca: gli impianti ombreggiano i canali, riducendo l’evaporazione e sopprimendo la crescita delle alghe infestanti.
La nascita del progetto
L’iniziativa si basa su una ricerca commissionata ormai otto anni fa dalla Solar AquaGrid, organizzazione che promuove e sviluppa il concetto di “solar-over-canals”, al Sierra Nevada Research Institute e all’Università della California.
Lo studio ha mostrato che coprire con moduli fotovoltaici gli oltre 6.000 km di canali irrigui della California potrebbe ridurre l’evaporazione fino all’82%, per un risparmio di circa 240 miliardi di litri d’acqua all’anno: abbastanza per soddisfare le necessità idriche di oltre 2 milioni di persone, o irrigare 20mila ettari di terreno agricolo. Nel contempo la distesa di pannelli solari sui canali aggiungerebbe alla rete 13 GW di potenza rinnovabile.
I risultati hanno convinto Solar AquaGrid e l’Università della California a collaborare con il Dipartimento delle Risorse Idriche della California e il Distretto di Irrigazione di Turlock per il progetto pilota.
Project Nexus non è il primo progetto di energia fotovoltaica su canale degli Usa. Un’altra iniziativa è entrata in funzione alla fine dello scorso anno in Arizona, dove 825 metri di pannelli che ricoprono parte del canale “Casa Blanca” producono energia per le tribù Pima e Maricopa, note collettivamente come la “comunità indiana del fiume Gila”.
L’impianto dell’Arizona è stato finanziato nell’ambito dell’Inflation Reduction Act dell’ex presidente Joe Biden. La fase successiva del progetto, che prevede l’aggiunta di ulteriori pannelli, è attualmente in corso.
Vantaggi e prospettive
Il progetto californiano, invece, sta anche sperimentando diverse tipologie di impianti solari. Un’altra sezione, la cui installazione è prevista per novembre, utilizzerà un sistema retrattile posizionato molto più vicino alla superficie dell’acqua, consentendo di utilizzare meno acciaio e cemento visto che la struttura non dovrà essere sollevata.
I partner del Progetto Nexus hanno anche installato nel punto più stretto del canale un sistema di accumulo, utilizzando batterie a flusso di ferro da 75 kW. Ognuna di queste fornisce 400 kWh di energia di picco e ha una durata di oltre 20mila cicli.
Vari fattori, come l’orientamento dei pannelli o le condizioni ambientali, influenzano la scelta della tecnologia più efficace. Finora, la scienziata del progetto Brandi McKuin ha affermato che le prime stime dei risultati sarebbero in linea con le proiezioni. Gli addetti vogliono però avere un anno intero di dati prima di pubblicare report ufficiali sull’andamento del progetto.
Un altro aspetto positivo di installazioni simili rispetto ai parchi solari tradizionali è la capacità di ottenere autorizzazioni in maniera più semplice e rapida, poiché non pongono gli stessi problemi di utilizzo del suolo.
Questo perché installare pannelli solari su infrastrutture esistenti non richiede alterazioni del paesaggio. Inoltre, gli impianti relativamente piccoli possono essere collegati alle linee di distribuzione vicine, evitando il macchinoso processo di collegamento all’alta tensione richiesto per i progetti più grandi.
Naturalmente, questi progetti pilota producono molta meno energia rispetto ai parchi solari su scala industriale. Tuttavia, una ricerca suggerisce che se l’idea del “canale solare” venisse estesa a tutti gli oltre 13.000 km di canali e acquedotti di proprietà federale degli Stati Uniti, potrebbe avere un impatto significativo.
Nel 2023, una coalizione di 125 gruppi ambientalisti ha calcolato che l’installazione di pannelli su tutte le infrastrutture federali esistenti potrebbe portare all’installazione di oltre 25 GW fotovoltaici.
Gli altri progetti
Ci sono vari progetti nel mondo che somigliano a Project Nexus, prevedendo l’installazione di pannelli solari su canali o sopra corsi d’acqua, dighe o condotte, con benefici come il risparmio d’acqua (meno evaporazione), il raffreddamento dei moduli e l’uso di spazi già esistenti.
Uno dei primi esempi è nello Stato di Gujarat in India. Lì è stato commissionato nel 2014 un progetto pilota da 1 MW che copre 750 metri della rete dei canali Narmada vicino a Kadi.
In Europa c’è invece il progetto “PVORELLANA” su canale Orellana, a Cáceres, in Spagna, dove la compagnia Acciona Energía ha pianificato un impianto su un tratto di circa 2 km con una potenza prevista fino a 5 MW.
Anche in Italia c’è un impianto simile: pannelli bifacciali sono stati installati da Enel Green Power su un canale del fiume Potenza a Montelupone, nelle Marche, per la “solarizzazione” di un condotto di derivazione di una vicina centrale idroelettrica. Circa 800 metri del corso d’acqua sono stati coperti con poco più di 2.700 pannelli, per una potenza complessiva di circa 1 MW.
