Fotovoltaico galleggiante: così il Giappone ha trasformato un serbatoio di una diga in una centrale solare che produce 13,7 MW di elettricità

L’impianto galleggiante di Yamakura produce ancora elettricità, ma oggi ha meno pannelli e molte più ancore dopo un tifone devastante

©Kyocera

In Giappone c’è un bacino artificiale che, oltre a fornire acqua alle industrie, produce anche elettricità. Si trova a Yamakura, nella prefettura di Chiba, e sulla sua superficie galleggiano 44.898 pannelli fotovoltaici, capaci di raggiungere una potenza complessiva di 13,7 MW. Secondo il rapporto ambientale della Prefettura di Chiba, nell’anno fiscale 2024 l’impianto ha prodotto circa 15 milioni di kWh di elettricità, interamente venduti alla rete. Tutto questo senza sottrarre nuovo terreno all’agricoltura o ad altri utilizzi.

La centrale solare galleggiante di Yamakura è entrata in funzione nel 2018, inizialmente con 50.904 pannelli distribuiti su 180.000 metri quadrati d’acqua. Nel frattempo, però, l’impianto ha attraversato una prova decisamente impegnativa: nel 2019 un tifone ha danneggiato gravemente la struttura, provocando anche un incendio. La successiva ricostruzione ha ridotto la superficie occupata a circa 140.000 metri quadrati, mantenendo sostanzialmente invariata la potenza installata.

Una vicenda interessante anche per capire quali opportunità offre il fotovoltaico galleggiante e quali problemi bisogna affrontare quando si decide di costruire una centrale elettrica sull’acqua. Perché risparmiare terreno è un vantaggio concreto. Tenerci sopra migliaia di pannelli durante un tifone è un’altra faccenda.

Il bacino che produce elettricità senza occupare nuovo terreno

Yamakura si trova nella città di Ichihara e serve il sistema di approvvigionamento di acqua industriale della Prefettura di Chiba. Il bacino continua a svolgere quella funzione: nessuno lo ha trasformato esclusivamente in una centrale elettrica. Una parte della sua superficie viene semplicemente utilizzata anche per produrre energia.

Quando Kyocera e Tokyo Century inaugurarono l’impianto nel marzo 2018, sulla superficie dell’acqua galleggiavano 50.904 moduli fotovoltaici da 270 watt, per un’estensione complessiva di circa 18 ettari. La produzione attesa era di 16.170 MWh l’anno, con una riduzione stimata dall’azienda di circa 8.170 tonnellate di CO2 ogni anno rispetto alla produzione elettrica più emissiva sostituita.

L’idea dietro il fotovoltaico galleggiante è abbastanza concreta: usare superfici già esistenti invece di cercare altro terreno. In un Paese densamente popolato e montuoso come il Giappone, il dettaglio pesa parecchio. Secondo il programma fotovoltaico dell’Agenzia internazionale dell’energia, IEA-PVPS, nel mondo la capacità fotovoltaica galleggiante aveva già raggiunto 7,7 GW nel 2023. Gli impianti vengono installati soprattutto su bacini artificiali, laghi di cava, invasi per l’irrigazione e altre acque interne relativamente riparate.

C’è anche un possibile vantaggio energetico: l’ambiente acquatico può aiutare a contenere la temperatura dei moduli, che tendono a perdere efficienza quando si scaldano troppo. Qui però conviene frenare con i superpoteri dell’acqua: la stessa IEA-PVPS sottolinea che il beneficio dipende da clima, configurazione dell’impianto, ventilazione e caratteristiche del sito. Non basta mettere un pannello sopra un galleggiante per ottenere automaticamente più elettricità.

Poi arrivò il tifone Faxai

Il 9 settembre 2019 il tifone Faxai colpì la prefettura di Chiba con venti violentissimi. A Yamakura la grande isola galleggiante si spezzò in più parti. Secondo la comunicazione ufficiale diffusa da Kyocera TCL Solar, Tokyo Century e Kyocera, il sistema di monitoraggio segnalò l’anomalia nelle prime ore del mattino e la produzione venne fermata. Verso le 13 scoppiò anche un incendio, spento poche ore dopo. I pannelli danneggiati rimasero comunque all’interno del bacino.

L’incidente finì sul tavolo del Ministero giapponese dell’Economia, del Commercio e dell’Industria, che analizzò la tenuta strutturale dell’impianto e il sistema di ancoraggio. La ricostruzione è terminata nel 2021. Per evitare che un evento simile producesse nuovamente una reazione a catena, la grande struttura è stata suddivisa in sei isole galleggianti più piccole e dalla geometria più semplice.

Poi sono arrivate le ancore. Molte. Nel progetto originario erano 420. Dopo il tifone sono diventate 904. Anche i cavi positivi e negativi sono stati separati e protetti per ridurre il rischio di nuovi incendi. Le modifiche sono descritte nel documento con cui Kyocera e Tokyo Century hanno annunciato la conclusione dei lavori. I pannelli sono invece scesi da 50.904 a 44.898: 8.848 moduli da 270 watt e 36.050 moduli più potenti da 315 watt. Il risultato è che, pur occupando circa 14 ettari invece dei 18 iniziali, la centrale mantiene sostanzialmente gli stessi 13,7 MW di potenza.

Il fotovoltaico sull’acqua non è terra gratuita

Usare un bacino già esistente evita parte del conflitto per il suolo che accompagna i grandi impianti a terra. Può inoltre ridurre l’evaporazione in determinate condizioni e modificare la quantità di luce che raggiunge l’acqua.

Anche qui, però, il conto ambientale va fatto sito per sito. Nel suo rapporto sul fotovoltaico galleggiante, IEA-PVPS avverte che rimangono incertezze sugli effetti a lungo termine sugli ecosistemi acquatici, mentre ancoraggi, corrosione, oscillazioni dell’acqua, vento e manutenzione introducono problemi che un impianto terrestre semplicemente non ha.

A Yamakura la Prefettura di Chiba continua a monitorare anche la qualità dell’acqua e considera l’impianto parte delle proprie misure per ridurre l’impatto ambientale del sistema idrico industriale.

Otto anni dopo l’inaugurazione, insomma, quei pannelli sull’acqua continuano a produrre elettricità. Sono un po’ meno di quelli immortalati nelle fotografie diventate virali. Le ancore, invece, sono più del doppio. Il sole può anche galleggiare. Basta ricordarsi che deve restare fermo quando arriva il vento.