Droni contro le nuvole: la scommessa per aumentare la produzione del fotovoltaico
Il fotovoltaico potrebbe avere un nuovo alleato: gli sciami di droni autonomi. L’idea arriva da Meteoric Technologies, startup fondata da due ingegneri dell’Università di Cambridge e sostenuta da Y Combinator, che sta studiando un sistema per intervenire direttamente sulle nuvole e aumentare temporaneamente la quantità di luce solare che raggiunge i pannelli.
Non si tratta di una tecnologia già pronta per essere utilizzata negli impianti fotovoltaici commerciali. Al contrario, siamo davanti a un progetto ancora in fase sperimentale, basato su simulazioni e su primi test in ambiente controllato. Ma il concetto è abbastanza particolare da attirare l’attenzione: invece di accettare passivamente la riduzione della produzione causata dal maltempo, perché non provare a modificare temporaneamente le condizioni della nuvolosità?
Perché le nuvole sono un problema per il fotovoltaico
Il rendimento di un impianto fotovoltaico dipende direttamente dalla quantità di radiazione solare disponibile. Anche pannelli moderni e sistemi di conversione sempre più efficienti non possono compensare completamente l’assenza o la forte riduzione della luce provocata dalla copertura nuvolosa.
Le nuvole basse e medie particolarmente compatte possono infatti schermare una parte consistente della radiazione solare. La luce che normalmente raggiungerebbe la superficie dei moduli viene in parte assorbita, diffusa o riflessa verso l’alto. Per un grande parco solare, soprattutto nelle giornate caratterizzate da una copertura persistente, questo può tradursi in una perdita significativa di energia prodotta.
Il problema assume ancora maggiore importanza con la crescita della capacità fotovoltaica installata. Quando aumenta la quota di elettricità prodotta dal Sole, diventa interessante anche cercare soluzioni capaci di rendere più prevedibile e costante questa fonte rinnovabile.
Ed è proprio in questo spazio che si inserisce l’idea di Meteoric Technologies: non costruire necessariamente nuovi pannelli, ma cercare di sfruttare meglio quelli già installati.
Come funzionerebbero i droni dentro le nuvole
Il progetto prevede l’impiego di sciami composti da decine o centinaia di droni elettrici autonomi. I velivoli dovrebbero operare a quote comprese indicativamente tra 1 e 5 chilometri, entrando nelle formazioni nuvolose individuate come più interessanti dal punto di vista energetico.
La parte più importante dell’idea riguarda però ciò che i droni dovrebbero fare una volta raggiunta la nube. L’obiettivo non sarebbe quello di utilizzare sostanze chimiche per la cosiddetta semina delle nuvole, una pratica completamente diversa, ma di intervenire sulle minuscole gocce d’acqua che compongono la formazione nuvolosa.
Secondo il concetto sviluppato dalla startup, modificando temporaneamente le caratteristiche delle goccioline sarebbe possibile ridurre la quantità di luce che viene riflessa verso l’alto. Una maggiore frazione della radiazione solare potrebbe così attraversare la nube e raggiungere il terreno.
In termini semplici, l’obiettivo è rendere una parte della copertura nuvolosa più trasparente alla luce solare, almeno per un periodo limitato e in una determinata area. I droni diventerebbero quindi una sorta di sistema mobile per intervenire localmente sulle condizioni atmosferiche.
Dal modello teorico ai primi test
È proprio a questo punto che occorre distinguere con attenzione tra potenzialità teorica e risultati scientificamente dimostrati. Le stime attribuite al progetto indicano che le nuvole basse e medie più compatte possono arrivare a ridurre la radiazione solare incidente di circa il 73-82%. Secondo le simulazioni sviluppate da Meteoric Technologies, recuperare una parte di questa energia potrebbe consentire di incrementare la produzione annuale degli impianti esistenti anche del 10-30%.
Si tratta di numeri potenzialmente molto rilevanti, perché un aumento di questa entità ottenuto senza installare nuovi moduli potrebbe cambiare il modo in cui viene valutata la produttività degli impianti fotovoltaici.
Tuttavia, queste percentuali devono essere considerate per quello che sono: stime derivanti da modelli e non risultati ottenuti su grandi impianti fotovoltaici in condizioni operative reali.
Un primo esperimento avrebbe inoltre mostrato una riduzione del 13% della copertura di una nube artificiale all’interno di una camera sperimentale. Anche in questo caso, però, mancano informazioni pubbliche sufficienti per valutare pienamente il risultato: dimensioni dell’esperimento, metodologia di misurazione, durata dell’effetto, ripetibilità e verifica indipendente sono tutti elementi fondamentali per capire quanto il sistema possa essere efficace fuori dal laboratorio.
La vera sfida sarà portare la tecnologia nel mondo reale
Trasformare un esperimento controllato in una tecnologia utilizzabile su un parco fotovoltaico è tutt’altro che semplice. Le nuvole sono sistemi atmosferici dinamici, cambiano rapidamente forma, quota, densità e composizione. Un intervento efficace dovrebbe quindi essere estremamente preciso e adattarsi continuamente alle condizioni meteorologiche.
Un altro interrogativo riguarda il consumo energetico dei droni. Perché l’operazione abbia senso dal punto di vista economico, l’energia necessaria per alimentare, coordinare e mantenere in volo lo sciame dovrebbe essere nettamente inferiore all’energia aggiuntiva recuperata dai pannelli.
Ci sono poi le questioni legate alla sicurezza del traffico aereo, alla gestione di centinaia di velivoli autonomi, alle comunicazioni, alla navigazione e alla possibilità di operare in condizioni meteorologiche difficili. A queste si aggiungono gli aspetti normativi e ambientali, che diventerebbero particolarmente importanti nel caso di un utilizzo su larga scala.
Un possibile nuovo capitolo per l’energia solare
Nonostante le numerose incognite, il progetto evidenzia una direzione interessante per il futuro delle energie rinnovabili: aumentare la produzione non significa necessariamente installare più capacità. Potrebbe essere possibile ottenere più energia anche migliorando le condizioni operative degli impianti già esistenti.
Nel settore fotovoltaico esistono già numerose strategie per aumentare l’efficienza, dalla scelta dei moduli ai sistemi di inseguimento del Sole, passando per l’ottimizzazione degli inverter e la manutenzione predittiva. L’idea dei droni contro le nuvole appartiene però a una categoria completamente diversa, perché tenta di intervenire direttamente su una delle variabili esterne più difficili da controllare.
Se futuri test indipendenti dovessero confermare anche soltanto una parte significativa delle prestazioni previste dai modelli, la tecnologia potrebbe aprire scenari interessanti soprattutto per i grandi impianti fotovoltaici. Prima di arrivare a questo punto, però, serviranno esperimenti più estesi, dati verificabili e una valutazione rigorosa dei costi, dei benefici e degli effetti ambientali.
Droni e fotovoltaico: una scommessa ancora da verificare
Droni autonomi capaci di modificare temporaneamente le caratteristiche delle nuvole per aumentare la luce disponibile sui pannelli solari: l’idea di Meteoric Technologies è certamente ambiziosa. Per ora, però, non può essere considerata una soluzione industriale già dimostrata.
La distanza tra un prototipo di laboratorio e uno sciame di centinaia di droni capace di operare in sicurezza sopra un grande impianto è ancora considerevole. Saranno i prossimi test a stabilire se questa tecnologia riuscirà davvero a trasformare una delle principali debolezze del fotovoltaico in un’opportunità.
Se la ricerca darà risultati positivi, tuttavia, il concetto potrebbe avere conseguenze interessanti: più energia dagli impianti esistenti, maggiore sfruttamento della radiazione solare e un nuovo ruolo per i droni autonomi nel settore energetico. Per il momento, quindi, quella contro le nuvole resta una scommessa tecnologica da seguire con attenzione, ma ancora tutta da dimostrare.
