La formula italiana per il fotovoltaico: più resa e meno consumo di suolo

DIFFICILE QUANDO SI PARLA di pannelli fotovoltaici provare a competere con la Cina che la fa da padrone per produzione e quota di mercato, per fortuna a tenere aperta la via italiana all’energia green ci pensa ENEA, diretta dal novembre scorso da Giorgio Graditi (nella foto sopra) con una nuova generazione di celle solari ad alta resa realizzate con materiali, architetture e processi innovativi. Si tratta di moduli fotovoltaici sostenibili, affidabili ed efficienti, da integrare in ambito urbano, nel paesaggio e nei siti di interesse storico-architettonico, con l’obiettivo di ridurre il costo dell’energia elettrica e il consumo di suolo. Un problema quest’ultimo particolarmente sentito nel nostro Paese dove spesso l’esigenza di nuovi impianti deve scontrare con le peculiarità e la bellezza di un territorio che non ha eguali al mondo.

In collaborazione con Cnr, RSE Spa - la società per azioni italiana controllata dal Gestore dei Servizi Energetici che si occupa dello sviluppo di progetti strategici nazionali - e alcune università ENEA sta lavorando allo sviluppo di una nuova generazione di celle solari sviluppate con la tecnologia “tandem“ che utilizza perovskite e silicio. I nuovi panelli sono in grado di raggiungere un grado di efficienza maggiore del 28% nella conversione dell’irraggiamento solare in energia termica. I risultati di questa nuova tecnologia, sviluppata nei centri ricerche di Portici in provincia di Napoli e a Casaccia - in collaborazione con l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata -, sono stati presentati lo scorso 3 maggio in occasione della “Giornata mondiale del Sole“.

Il team di ricerca sta lavorando anche allo sviluppo di soluzioni innovative che integrano l’utilizzo della luce solare per fotovoltaico e fotosintesi, in grado di trasmettere la radiazione solare necessaria alla crescita delle piante e contemporaneamente generare energia elettrica. In questo contesto si stanno sperimentando coperture fotovoltaiche da applicare in serre agricole con approcci su scala di laboratorio e su larga area: strutture semitrasparenti a film sottile spettralmente selettive (aree fino a 100 cm2) e moduli fotovoltaici semitrasparenti opportunamente progettati da ENEA per essere inseriti in contesti di pregio.

"Il nostro obiettivo è migliorare le prestazioni delle celle solari e studiare soluzioni applicative che promuovano la penetrazione della tecnologia fotovoltaica nel sistema produttivo e, dunque, nel sistema elettrico - spiega Paola Delli Veneri, responsabile ENEA del Laboratorio Dispositivi Innovativi - Siamo fiduciosi sulla possibilità di riuscire a superare a breve la barriera “psicologica” del 30% di efficienza per le celle tandem, avvicinandoci allo stato dell’arte mondiale della tecnologia".

Oltre al miglioramento delle prestazioni dei moduli fotovoltaici attuali e all’integrazione del fotovoltaico nel contesto urbano e rurale, gli studi hanno posto grande attenzione all’utilizzo di materiali e architetture di dispositivo con prestazioni stabili nel tempo e con processi innovativi tali da risultare potenzialmente promettenti anche in un’ottica industriale di medio e lungo termine. Il pacchetto sul cambiamento climatico della UE “Fit for 55” prevede che l’Italia raggiunga 64 gigawatt di potenza fotovoltaica installata al 2030, rispetto ai 25 gigawatt del 2022, generando una quantità di energia elettrica annua pari a 88 terawatt , contro i 27,5 terawatt del 2022.

"Trasformare l’energia del sole in energia elettrica mediante la tecnologia fotovoltaica è una tra le opzioni più concrete per la decarbonizzazione del sistema energetico, in grado di contenere l’innalzamento medio globale della temperatura e contrastare i cambiamenti climatici - aggiunge Delli Veneri - Ma è altrettanto cruciale supportare l’industria italiana del settore, sostenendo anche la creazione di nuove filiere produttive e facilitando in tal modo il percorso indicato nel piano energetico nazionale". Nel Centro ENEA di Portici in collaborazione con l’Università di Napoli Federico II è

stata messa a punto una mappa catastale tridimensionale ad alta risoluzione interrogabile con l’app map viewer per calcolare il potenziale di energia fotovoltaica installabile su tetti e ogni altra superficie urbana idonea.

"Si tratta di uno strumento GIS che consente di valutare in maniera accurata il potenziale di energia fotovoltaica producibile in città, tenendo conto di geometria degli edifici, aree verdi, inquinamento dell’aria e attività antropiche - spiega Grazia Fattoruso, ricercatrice ENEA responsabile del progetto - Il suo utilizzo può supportare le amministrazioni locali e regionali nella pianificazione e nella gestione energetica basata sulle rinnovabili, nel raggiungimento degli obiettivi della transizione energetica che vede le città protagoniste in iniziative per fronteggiare il problema della povertà energetica".

Il “catasto solare“ è stato realizzato attraverso mappe 3D delle città che mettono in evidenza il verde urbano e la geometria degli edifici, identificando la reale “area tetto“ disponibile per l’installazione di pannelli fotovoltaici. Inoltre, ENEA ha messo a punto un metodo per valutare la riduzione della radiazione solare causata dall’inquinamento da polveri sottili, permettendo di calcolare l’effettiva radiazione solare disponibile. Secondo le stime dei ricercatori a Portici l’installazione di pannelli fotovoltaici sui tetti consentirebbe di produrre circa 500 gigawatt l’anno.

"Conoscendo il potenziale fotovoltaico dell’intera città è possibile individuare le aree più idonee alla produzione di energia rinnovabile come pure quelle a maggior rischio di povertà energetica per fattori socio-economici, favorendo la nascita di comunità energetiche".