Più energia solare in inverno grazie alla neve

Con la Strategia energetica 2050, la Svizzera ha deciso di abbandonare a medio termine l’energia nucleare. Nei prossimi decenni, la quantità di energia che verrà a mancare dopo questo abbandono dovrà essere prodotta utilizzando l’elettricità proveniente da altre fonti. Affinché il clima non venga inquinato con ulteriori emissioni di anidride carbonica, dovranno essere presi in considerazione in prima linea i vettori di energia rinnovabile come sole, vento e geotermia.

Lacuna di approvvigionamento in inverno

Soprattutto la quantità di corrente elettrica ottenuta dall’energia solare è soggetta a forti oscillazioni stagionali. D’estate viene di norma prodotta con gli impianti fotovoltaici più elettricità di quella richiesta dal mercato. In inverno, invece, si crea una lacuna di approvvigionamento perché l'irradiazione solare è inferiore. I giorni sono più corti, il sole è più basso all’orizzonte e soprattutto a bassa quota il cielo è spesso coperto da nebbia o nebbia alta. Per compensare la disparità tra domanda e offerta, la corrente prodotta in estate dovrebbe essere immagazzinata per l’inverno. Anche se su grande scala ciò è possibile attualmente solo nelle centrali ad accumulazione con impianto di pompaggio, le capacità disponibile non è sufficiente. Inoltre, utilizzando questa opzione viene persa molta energia. Sarebbe quindi molto più opportuno produrre una maggiore quantità di energia solare in inverno.

Fotovoltaico in alta montagna

In una ricerca appena pubblicata sulla rinomata rivista scientifica PNAS, Annelen Kahl e i suoi colleghi del gruppo di ricerca Processi della neve presso il WSL Istituto per lo studio della neve e delle valanghe SLF e del Laboratory of Cryospheric Science (CRYOS) presso la Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) hanno studiato se soprattutto in inverno sia possibile produrre più energia elettrica installando gli impianti fotovoltaici in alta montagna anziché a bassa quota. Per rispondere a questa domanda, hanno utilizzato – tra le altre cose – i dati del telerilevamento satellitare che stima l’irradiazione solare al livello del suolo su tutto il territorio svizzero. Sulla base di questi dati, i ricercatori hanno calcolato la potenziale produzione di energia proveniente dal fotovoltaico. I risultati dimostrano che gli impianti fotovoltaici installati in alta montagna possono colmare notevolmente la lacuna di approvvigionamento stagionale in inverno, perché a queste altitudini l’irradiazione solare durante la stagione fredda è maggiore rispetto a quella delle regioni dell’Altipiano svizzero spesso coperte dalla nebbia.

La neve aumenta la produzione di energia elettrica

I ricercatori hanno inoltre studiato in che modo il suolo innevato e l’inclinazione dei moduli solari influiscono sulla produzione di energia. Secondo Kahl: “Quando gli impianti fotovoltaici vengono installati in montagna, anche l’irradiazione solare riflessa dalla neve può essere usata per produrre energia”. Secondo la ricerca, la maggiore efficienza si ottiene quando i moduli sono orientati in posizione verticale. Così è possibile aumentare ulteriormente la produzione di energia in inverno. “La nostra ricerca dimostra che la lacuna di approvvigionamento causata dall’abbandono dell’energia nucleare potrà essere colmata molto meglio se gli impianti fotovoltaici verranno installati in montagna e non sui tetti delle case nell’Altipiano svizzero, perché per ogni metro quadrato di modulo fotovoltaico non solo potrà essere prodotta più energia, ma anche in una stagione più opportuna”, continua Kahl.

Impianto sperimentale sopra a Davos

Con l’aiuto di un impianto sperimentale sul Totalp nel comprensorio sciistico di Parsenn sopra a Davos, attualmente l’SLF e l’EPFL – insieme alla centrale elettrica del Cantone di Zurigo (EKZ) e all’Università delle scienze applicate di Zurigo (ZHAW) – stanno inoltre rispondendo alle tipiche domande tecniche e pratiche che emergono durante l’installazione di un impianto fotovoltaico in montagna, ad es. in merito a quale inclinazione debbano avere i pannelli solari affinché la neve scivoli via da sola.

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