Valutazione dell'effetto dell'orizzonte direzionale sulle prestazioni dei sistemi fotovoltaici galleggianti.

Abstract

La transizione energetica impone l'individuazione di soluzioni rinnovabili capaci di azzerare il consumo di suolo utile, un'esigenza cruciale in territori dall'orografia complessa come la Liguria. Per superare i limiti di realizzazione dei tradizionali impianti a terra, il fotovoltaico galleggiante (Floating PV) su bacini idrici artificiali emerge come una soluzione tecnologica strategica. Motivato da tale obiettivo, questo lavoro di tesi ha per oggetto la modellazione e l'analisi prestazionale di un impianto FPV localizzato sul Lago di Osiglia (SV), impostando il dimensionamento per raggiungere una potenza di 1 MWp. Tramite lo sviluppo di un modello orario, è stata condotta una simulazione sulle 8760 ore di un intero anno per valutare l'irradianza incidente sui moduli, tenendo conto sia dell’ombreggiamento orografico del sito, sia della dipendenza del rendimento di conversione dalla temperatura del modulo. L'attività ha permesso di confrontare la producibilità energetica nelle diverse stagioni e al variare degli orientamenti azimutali. Infine, le prestazioni del sistema galleggiante sono state comparate con quelle di un equivalente impianto a terra, tramite l’adozione di opportuni coefficienti di scambio termico ricavati in letteratura. Lo studio, supportato da una preliminare analisi economica, attesta la validità del FPV come soluzione strategica per la decarbonizzazione, aggirando i vincoli morfologici territoriali.

The energy transition requires the identification of renewable solutions capable of eliminating land consumption, a crucial requirement in regions with complex orography such as Liguria. To overcome the installation constraints of traditional ground mounted plants, floating photovoltaics (Floating PV) on artificial water basins emerges as a strategic technological solution. Driven by this objective, this thesis focuses on the modeling and performance analysis of an FPV plant located on Lake Osiglia (SV), sizing the system to achieve a capacity of 1 MWp. Through the development of an hourly model, a simulation was conducted over the 8,760 hours of an entire year to evaluate the incident irradiance on the modules, account-ing for both the site's orographic shading and the dependence of conversion efficiency on module temperature. This activity allowed for the comparison of energy yield across different seasons and varying azimuthal orientations. Finally, the performance of the floating system was compared with that of an equivalent ground-mounted plant, utilizing appropriate heat transfer coefficients sourced from the literature. The study, supported by a preliminary economic analysis, attests to the validity of FPV as a strategic solution for decarbonization, successfully bypassing territorial morphological constraints.