Fotovoltaico: perché è difficile installarlo nel deserto

Perché non ricopriamo i deserti con il fotovoltaico, così da produrre energia a volontà? È questa una delle domande che con più insistenza rimbalza da un account social all’altro, quando si parla di energia ottenuta dal sole. D’altronde, di primo acchito le grandi distese di sabbia sembrano presentare le condizioni ideali per produrre elettricità: sono enormi, costantemente colpite dai raggi solari e non vi sono quasi mai nubi o precipitazioni, che potrebbero ridurre l’efficienza dei pannelli. Ma è davvero così?

Purtroppo, non è tutto oro quel che luccica. Un’idea che può sembrare vincente sulla carta si traduce, invece, in problematiche non da poco nella realtà. Produrre energia fotovoltaica nel deserto non è impossibile, e vi sono dei piccoli impianti già attivi che lo dimostrano, ma estremamente difficile. Vi sono infatti variabili che vanno ben oltre all’irrorazione solare e all’assenza di coperture, degli intoppi che rendono davvero improbabile l’adozione di questa soluzione su larga scala.

Fotovoltaico nel deserto: e le tempeste di sabbia?

La prima motivazione che ha reso il fotovoltaico complesso nel deserto è, come facile intuire, relativa alle tempeste di sabbia. Per poter raggiungere un’efficienza sufficiente, e una produzione di energia costante nelle ore di luce, i pannelli fotovoltaici devono risultare il più possibile puliti e sgombri di detriti. Ogni corpo estraneo che si deposita sulla superficie del pannello blocca infatti l’assorbimento dei raggi solari e, di conseguenza, limita o addirittura inibisce la produzione di energia.

Per quanto nel deserto si possa approfittare di un’esposizione solare ottimale, le correnti tipiche che li colpiscono muovono enormi quantità di sabbia. Intere dure, alte anche decine di metri, che di giorno in giorno si spostano cambiando la morfologia delle grandi distese desertiche. D’altronde, proprio in Italia abbiamo spesso modo di sperimentare cosa può accadere quando le calde correnti sahariane ci raggiungono: strade, automobili ed edifici vengono letteralmente ricoperti da uno strato compatto di sabbia rossa, una sorta di isolante naturale.

Con le tempeste di sabbia, nel deserto emergono così due grandi problematiche:

• se i pannelli fotovoltaici non sono sufficientemente elevati in altezza, rischiano di essere letteralmente inghiottiti dalle dune;
• anche qualora si raggiungesse un’altezza sufficiente, verrebbero comunque ricoperti da uno strato più o meno spesso di sabbia, limitando fortemente la produzione di energia.

Non a caso, gli impianti fotovoltaici oggi attivi nelle aree desertiche non solo coprono aree relativamente piccole – rispetto alla grande estensione dello stesso deserto – ma sono sottoposti a costanti interventi di pulizia e manutenzione proprio per eliminare la sabbia in eccesso. E, almeno su larga scala, un simile dispiegamento di forze risulta tutto fuorché perseguibile.

Temperature elevate, meno energia

Non bisogna poi dimenticare le elevatissime temperature che colpiscono le aree più desertiche del globo: nel Sahara, ad esempio, di giorno viene raggiunta una media di 38-42 gradi, con dei picchi di più 50 gradi in alcune zone. Purtroppo, l’efficienza del fotovoltaico diminuisce al crescere della temperatura: in altre parole, quando la colonnina di mercurio è troppo elevata i pannelli producono meno energia.

Di norma, l’efficienza media di un pannello fotovoltaico è di circa il 20%, con picchi del 23% per le soluzioni ad alta resa. Semplificando, significa che questa tecnologia non è ancora in grado di trasformare il 100% dell’irrorazione solare in energia, ma solo una sua parte..

Sebbene quasi tutti i moduli fotovoltaici oggi possano operare su range di temperatura ambientale molto estesi – oggi se ne producono tipologie capaci di resistere dai -40 agli 85 gradi, con alcune tipologie industriali sottoposte anche a stress test di 250 gradi – è fra i 20 e i 25 gradi che raggiungono il massimo rendimento. Non a caso, per i pannelli fotovoltaici viene calcolato un coefficiente termico: una misurazione che indica quanta riduzione di efficienza si verifica, quanto più la temperatura si discosta dalla fascia ottimale. Oggi, i moduli di miglior fattura presentano un coefficiente all’incirca dello 0.5%: questo significa che, per ogni grado in più rispetto ai valori di operazione ideali, si produce lo 0.5% in meno di energia. Nel Sahara, per capirci, rischieremmo di perdere addirittura il 15% dell’efficienza degli impianti.

La soluzione potrebbe essere rappresentata da sistemi di raffreddamento ma, oltre a essere complessi da realizzare in luoghi del Pianeta così torridi, richiederebbero grandissime quantità di energia per coprire impianti dall’estensione titanica.

Fotovoltaico ed effetto albedo: un danno ambientale?

Sull’installazione massiccia di impianti fotovoltaici nelle zone desertiche del globo, poi, emergono le preoccupazioni degli esperti. In particolare relative al cosiddetto effetto albedo: ovvero la capacità, delle zone chiare del Pianeta, di riflette le radiazioni solari e limitare quindi il surriscaldamento del suolo. Sono considerate tipicamente zone bianche i poli, le grandi distese di ghiaccio montane, le vette innevate e anche i deserti. Sì, per quanto luoghi incredibilmente caldi di giorno, la colorazione chiara della sabbia aiuta a riflettere in atmosfera l’irradiazione solare.

Uno studio pubblicato nel 2018 ha rivelato che, se si ricoprisse anche solo il 20% del Sahara con pannelli fotovoltaici, gli svantaggi sarebbero largamente superiori ai vantaggi in termini di produzione di elettricità. Innanzitutto, proprio per la riduzione dell’effetto albedo si registrerebbe un aumento della temperatura locale di circa 1.5 gradi, soglia che potrebbe raggiungere i 2.5 gradi se si coprisse il 50% delle distese di sabbia sahariane. Poi, gli effetti non sarebbero solo a livello locale, ma anche globale: le temperature mondiali rischierebbero di crescere rispettivamente di 0.16 e 0.39 gradi. E questo considerando solo un deserto dei tanti presenti nel mondo: se anche solo la metà venisse ricoperta di moduli fotovoltaici, supereremmo abbondantemente la soglia degli 1.5 gradi di crescita della temperatura, con gravi conseguenze in termini di cambiamento climatico.

È vero, può suonare come una beffa: i luoghi del globo dove il sole è più battente sono anche quelli meno ottimali per la produzione di energia fotovoltaica. Ma dovremmo già aver ben compreso come il nostro Pianeta sia fatto di delicati equilibri: il nostro compito è quello di studiare in maniera approfondita prima di agire, per cerecare di evitare danni ulteriori.