Cavalcando le onde: la nuova frontiera della tecnologia solare galleggiante anti-onde

I sistemi solari galleggianti convenzionali sono progettati per placidi laghi e bacini idrici d'acqua dolce. I pontoni e i galleggianti che sostengono questi pannelli sono adeguati per le dolci increspature ma tristemente inadeguati per le forze dinamiche dell'oceano. I sistemi fotovoltaici galleggianti offshore (OFPV) sono esposti a carichi ambientali complessi-vento, onde, mareggiate e scie indotte dalle navi-che possono indurre risposte idroelastiche significative che destabilizzano i pannelli, danneggiano le connessioni strutturali e compromettono la produzione di energia.

La posta in gioco è alta. Quando una piattaforma galleggiante oscilla sotto l'azione delle onde, l'angolo della luce solare che colpisce ciascuna cella fotovoltaica cambia costantemente, causando fluttuazioni nelle caratteristiche della corrente-tensione e spostando il punto di massima potenza. Se le onde non vengono mitigate in modo efficace, la produzione di energia diventa irregolare e la longevità del sistema crolla.

Questo è dovetecnologia solare galleggiante anti-ondeentra in scena-una nuova generazione di soluzioni ingegneristiche progettate non per resistere alla forza dell'oceano, ma per lavorare con essa.

1. L'approccio flessibile: ballare con le onde

Una delle intuizioni più controintuitive nella progettazione anti-onde è questala rigidità è il nemico. Quando una piattaforma rigida viene colpita da un'onda, assorbe l'intera forza d'impatto. I sistemi flessibili, al contrario, si deformano con l'onda, dissipando energia attraverso il movimento elastico invece di contrastarla.

I ricercatori dell'Università di Strathclyde in Scozia si sono ispirati a una delle strutture più resilienti della natura: ilragnatela. Il loro concetto di fotovoltaico galleggiante a rete-utilizza corde elastiche per creare una struttura a rete flessibile sulla superficie dell'oceano. "Le straordinarie caratteristiche delle ragnatele, tra cui il basso costo dei materiali, l'elevata-tolleranza ai danni, la resistenza ai carichi d'impatto e la buona riparabilità, sono esattamente ciò di cui abbiamo un disperato bisogno per la prossima generazione di parchi solari galleggianti offshore", spiega il primo co-autore Zhi-Ming Yuan. Il sistema è progettato in modo tale che "i moduli solari installati sul telaio flessibile comprendente sia linee a spirale che radiali si deformino con le onde come una struttura unificata"-essenzialmente danzando con le onde anziché lavorare contro di esse.

Studi sperimentali hanno confermato il valore della flessibilità. La ricerca sul fotovoltaico galleggiante flessibile (FFPV) mostra che la generazione media di energia durante il funzionamento dinamico è effettivamentemigliora del 5%rispetto alle condizioni stazionarie, con la produzione di energia che rimane stabile entro un intervallo del 9,5%. I risultati dimostrano che i FFPV hanno una buona conformità alle onde e prestazioni stabili nella generazione di energia in condizioni di onde.

2. Il galleggiante ad anello-simile: lasciare scorrere l'acqua

Le piattaforme galleggianti convenzionali utilizzano solidi galleggianti di tipo scatolare-essenzialmente chiatte che spostano l'acqua e sono vulnerabili all'impatto delle onde. Un gruppo di ricerca dell'Università tecnologica cinese di Dalian ha proposto una geometria radicalmente diversa:suonano-come galleggianticon una regione centrale aperta.

La logica è elegante. Anziché bloccare le onde, la struttura semi-aperta consente all'acqua di fluire, riducendo le forze di impatto delle onde attraverso la turbolenza e la perdita di vortici e smorzando i movimenti risonanti che destabilizzano i pannelli fotovoltaici. È l'equivalente idrodinamico di un frangiflutti poroso-che assorbe energia lasciando passare l'acqua, non bloccandola.

3. Lo scudo frangiflutti: attenuazione attiva delle onde

Per le condizioni più estreme, alcuni sviluppatori stanno implementandofrangiflutti galleggianti-strutture dedicate che circondano il campo fotovoltaico e dissipano l'energia delle onde prima che raggiunga i pannelli. Sungrow FPV, ad esempio, applica innovativi frangiflutti galleggianti sul lato sopravvento dei suoi sistemi, combinati con ormeggi elastici per abbattere e ridurre in modo efficiente le grandi onde. Il design è personalizzato in base a specifici obiettivi di riduzione delle onde, garantendo sia sicurezza che efficienza economica.

Nell’ambito del progetto UE SUREWAVE, un nuovo concetto integra un progetto FPV esistente con un anello frangiflutti galleggiante che fornisce riparo dalle onde, progettato per condizioni offshore difficili nel Baltico, nel Mediterraneo e nel Mare del Nord. La ricerca ha dimostrato che l’integrazione di convertitori di energia del moto ondoso all’interno e lungo il perimetro dei parchi solari galleggianti può migliorare la stabilità strutturale riducendo le fluttuazioni verticali didal 41,2% al 69,7%.

4. Il Modulo Articolato: Isolamento del movimento

Un altro approccio promettente prevedemoduli articolati-singole unità galleggianti collegate da giunti incernierati anziché da connettori rigidi. Uno studio pubblicato alla fine del 2025 ha proposto un sistema di piastre articolate modulari di tipo zattera- in grado di ridurre il movimento verticale di una piattaforma difino al 30%rispetto ai moduli rigidamente collegati. I moduli incernierati hanno anche una duplice funzione: possono fungere da convertitori di energia delle onde (WEC), raccogliendo energia dalle stesse onde che attenuano. L’ottimizzazione della lunghezza del modulo può aumentare l’assorbimento dell’energia delle onde di almeno il 30%, ottenendo una potenza di picco di 750 kW per modulo.

Questa non è teoria di laboratorio. Oggi viene implementato il sistema solare galleggiante anti-onde.

Quello della Cina"Huanghai No. 1"-la prima piattaforma fotovoltaica galleggiante in mare profondo-resistente alle onde-del paese-è stata progettata e sviluppata in modo indipendente dall'Huaneng Clean Energy Research Institute e messa in funzione nell'ottobre 2024 presso il parco eolico offshore Huaneng Shandong Peninsula South No. 4. Nel luglio 2025, la piattaforma ha completato un aggiornamento della "co-costruttura eolica e solare", integrando le turbine eoliche ad asse verticale- con il fotovoltaico galleggiante in un'unica piattaforma. Il progetto ha verificato l'affidabilità della progettazione dei suoi sistemi strutturali, elettrici e di monitoraggio.

Fred della Norvegia. Olsen 1848 ha sviluppato ilBrizosistema solare galleggiante, convalidato dall'organismo di classificazione e certificazione DNV, progettato per resistere a onde fino a3,5 metri. Il sistema utilizza una griglia di cavi pre-tensionati in cui ciascun galleggiante è ormeggiato individualmente, impedendo il trasferimento del carico tra gli elementi. In caso di vento forte, i galleggianti vengono spinti più vicino alla superficie dell'acqua, contribuendo alla stabilità complessiva dell'array.

In Germania, lo sviluppatore Sinn Power ha inaugurato il primo impianto fotovoltaico galleggiante al mondo con pannelli orientati verticalmente. Il sistema SKipp-Float utilizza una sottostruttura simile a una chiglia-che si estende fino a 1,6 metri sott'acqua, fissando i moduli in posizione verticale che consente movimenti controllati sotto la pressione del vento.

Il potenziale globale del fotovoltaico offshore è stimato a4.000 GW-una cifra sconcertante che fa impallidire l'implementazione attuale. Ma per sbloccare questo potenziale è necessaria un'innovazione continua nella tecnologia anti-onde. Come dimostra la convalida del sistema Brizo da parte di DNV, il settore si sta muovendo verso la standardizzazione e la certificazione, passaggi essenziali per la scalabilità commerciale.

Le implicazioni sono profonde. Il solare galleggiante offshore può attingere alle vaste risorse energetiche degli oceani del mondo senza competere per le scarse terre emerse. Può essere co-ubicato con parchi eolici offshore, condividendo infrastrutture e connessioni alla rete. E con la rapida maturazione della tecnologia anti-onde, il sogno di parchi solari oceanici su scala gigawatt-sta diventando realtà.

Il messaggio è chiaro: il futuro dell'energia solare non è solo sui tetti e nei deserti-ma anche sulle onde. E grazie alla nuova generazione di tecnologia anti-onde, i pannelli solari stanno finalmente imparando a cavalcarle.