Abstract

Enel Green Power è un’azienda leader a livello globale per lo sviluppo e la gestione della produzione di energia da fonti rinnovabili, con una capacità installata totale di 49 GW, frutto di un portfolio integrato composto da tecnologie eoliche, solari, idroelettriche e geotermiche.

Nel percorso che porta a raggiungere l’obiettivo del 100% di generazione rinnovabile, l’energia solare fotovoltaica (FV) sarà uno dei principali fattori che contribuiranno alla diffusione delle rinnovabili nei prossimi dieci anni, tanto che si prevede una crescita costante della capacità installata. La strategia di EGP punta però anche allo sviluppo e all’adozione di soluzioni innovative in grado di sostenere la transizione verso un modo più sostenibile e più efficiente di generare energia elettrica sul lungo periodo.

Tra le altre misure, una progettazione efficiente di impianti FV utility-scale si inserisce come un pilastro fondamentale di questa strategia: gli impianti FV utility-scale hanno bisogno di grandi superfici in cui essere installati, e la loro efficienza rappresenta una preziosa opportunità per ottimizzare l’utilizzo del terreno, attraverso l’implementazione di tecnologie avanzate come i pannelli bifacciali, che producono energia elettrica servendosi della radiazione solare sia diretta sia riflessa. Dopo che i raggi solari colpiscono una superficie, questi sono parzialmente riflessi; la proporzione tra la quantità di radiazione solare riflessa e la radiazione totale si chiama albedo, che si esprime quindi con un valore che va da 0 a 1.

In questo scenario, EGP ha l’intenzione di aumentare l’efficienza dei pannelli solari bifacciali, usando soluzioni innovative che aumentino l’albedo nei parchi solari, migliorando la produzione degli impianti e ottimizzando l’utilizzo del terreno.

Questa challenge contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG, Sustainable Development Goals):

• SDG 7: Energia pulita e accessibile (Garantire a tutti l’accesso a servizi energetici economici, affidabili, sostenibili e moderni)
• SDG 9: Imprese, Innovazione e Infrastrutture (Costruire infrastrutture resilienti, promuovere un’industrializzazione inclusiva e sostenibile e favorire l’innovazione)

Per domande riguardo alla challenge e alla tua proposta scrivi a EnelOpenInnovabilityChallenges@wazoku.com.

Descrizione

SCENARIO

In un mondo in cui le fonti di energia rinnovabili stanno diventando sempre più importanti, gli impianti solari forniscono un contributo decisivo alla generazione di energia sostenibile. Tradizionalmente gli impianti solari FV producono energia elettrica soltanto attraverso il lato superiore dei pannelli (moduli monofacciali), ossia il lato esposto al sole, che quindi riceve direttamente la radiazione solare. Una strategia migliore dal punto di vista dell’efficienza è però quella di sfruttare entrambi i lati dei pannelli, usando moduli bifacciali, progettati per assorbire anche la luce riflessa con il lato inferiore del pannello. In questo modo si genera fino al 30% in più di energia rispetto ai moduli monofacciali, e questo surplus di energia prodotta è direttamente collegato all’albedo, vale a dire la frazione di luce riflessa da una superficie. Per aumentare l’efficienza dei pannelli FV è fondamentale massimizzare l’albedo, che dipende da vari fattori, di cui il più significativo è la riflettanza del suolo, generalmente ottenuta attraverso l’uso di terreni dai colori chiari. In ogni caso non è sempre possibile usare terreni ottimali, quindi devono essere considerate altre soluzioni.

BACKGROUND

Enel Green Power fa ampio uso di pannelli FV bifacciali per ottimizzare la produzione e l’uso del suolo, minimizzando al tempo stesso l’impatto dei suoi parchi solari. L’area di un modulo bifacciale è 1 metro x 2 metri. Durante il giorno, i tracker inclinano i pannelli dai 45 ai 60 gradi rispetto alla disposizione orizzontale per ottimizzare l’assorbimento di energia solare. Il layout tipico di un parco FV prevede file di circa 45 pannelli solari a distanza di 6-8 metri l’uno dall’altro (si vedano gli allegati Dimensioni dei pannelli e Layout dei pannelli nella sezione dedicata). In alcune situazioni gli impianti solari possono essere costruiti su terreni che non presentano le caratteristiche ideali per l’ottimizzazione della generazione di energia, perciò vanno adottate misure per ottimizzare l’efficienza dei pannelli FV.

DA EVITARE

I moduli bifacciali non possono essere modificati, ma possono essere prese in considerazione modifiche alle strutture di sostegno.

Al momento è in corso una sperimentazione con una geomembrana per valutarne l’impatto sull’albedo e sulla produzione di energia. Per questo motivo, le geomembrane sono specificamente da escludersi quali potenziali soluzioni.

LA CHALLENGE

Enel Green Power è alla ricerca di nuovi strumenti e nuove tecniche finalizzate all’aumento dell’albedo nei parchi solari. Queste soluzioni possono essere implementate in diverse fasi del ciclo di vita di un impianto, dalla progettazione fino alla costruzione di nuovi impianti o all’operatività degli impianti già esistenti.

Le proposte dovranno includere soluzioni tecnologiche e non tecnologiche per aumentare la percentuale di luce solare riflessa dal terreno e i dintorni dell’impianto, sia per gli impianti FV tradizionali sia per quelli galleggianti. Le soluzioni devono essere applicabili negli impianti situati in zone geografiche differenti, come l’America Latina, l’America del Nord, l’Europa meridionale e l’Asia Pacifica, senza interferire con l’operatività dell’impianto e con le attività di manutenzione.

REQUISITI DELLA SOLUZIONE

Le soluzioni inviate devono rispettare i seguenti requisiti.

La soluzione proposta deve:

• Essere finalizzata all’aumento della riflettanza del suolo e, in particolare, all’aumento della percentuale di radiazione solare che colpisce il lato inferiore del pannello;
• Evitare ogni interferenza con l’operatività dell’impianto e con le attività di manutenzione;
• Essere implementabile nelle regioni climatiche/geografiche dei paesi in cui EGP detiene i propri parchi solari in attività (quindi in America Latina, Nord America, Europa meridionale e Asia Pacifico);
• Avere bassi costi di installazione e manutenzione:
  • Il costo totale del materiale e dell’installazione dovrebbe essere circa 1 (uno) dollaro statunitense per metro quadrato. Potranno essere accettati costi superiori in caso l’aumento nella produzione di energia sia maggiore;
  • Manutenzione minore possibile;
• Essere caratterizzata da attività di manutenzione semplici e poco frequenti (meno di una volta all’anno);
• Essere basata su principi di sostenibilità, garantendo un approccio circolare per ciò che riguarda l’utilizzo e/o il riutilizzo dei materiali e una ridotta impronta ambientale ed ecologica.

Inoltre, la soluzione dovrà anche essere applicabile negli impianti FV galleggianti.

CONTENUTI DEL PROGETTO

La proposta inviata dovrà almeno includere la documentazione seguente:

• Una descrizione e spiegazione generale di come la soluzione è in grado di soddisfare i requisiti sopra elencati, inclusa una stima dei costi e dei benefici;
• Valutazione dell’impatto anche in riferimento agli obiettivi di economia circolare, se presenti;
• Calcolo dell’impatto in termini di sostenibilità, dei potenziali rischi o degli eventuali impedimenti, se presenti;
• Dati, casi di studio, brevetti e riferimenti di pubblicazioni accademiche o altri materiali aggiuntivi in sostegno alla soluzione proposta.

La proposta non dovrà includere nessuna informazione identificativa personale (nome, cognome, azienda, indirizzo, numero di telefono, email, sito internet personale, curriculum, ecc.) e nessuna informazione che i partecipanti considerino una loro proprietà intellettuale che non intendono condividere.