Il sole rappresenta una delle risorse energetiche più importanti per la transizione verso un sistema più sostenibile, ma non tutte le tecnologie solari hanno lo stesso rendimento e le stesse caratteristiche. Uno studio realizzato da ENEA e pubblicato sulla rivista ha messo a confronto fotovoltaico e solare a concentrazione, analizzandone prestazioni, potenzialità territoriali e vantaggi nell’ambito del sistema energetico italiano.
Il risultato principale è che il fotovoltaico produce oltre il doppio dell’energia per metro quadrato di terreno occupato rispetto al solare a concentrazione e rappresenta una soluzione particolarmente adatta all’intero territorio nazionale, grazie alla capacità di sfruttare non solo la radiazione solare diretta, ma anche quella diffusa e riflessa. Il solare a concentrazione, invece, richiede condizioni climatiche più favorevoli, con elevati livelli di radiazione solare diretta, ma offre un vantaggio strategico: può accumulare energia sotto forma di calore, consentendo una produzione elettrica più programmabile e stabile.
Nord e Sud Italia: differenze nella risorsa solare
Per valutare il potenziale delle due tecnologie, i ricercatori ENEA hanno analizzato la distribuzione della radiazione solare sull’intero territorio nazionale, considerando due parametri fondamentali: la radiazione globale, indicatore principale per il fotovoltaico, e la radiazione diretta, elemento determinante per il solare a concentrazione. I dati mostrano una forte differenza geografica. La radiazione globale presenta valori medi annui generalmente compresi tra 1400 e 1900 kWh per metro quadrato, con valori inferiori nelle aree alpine e settentrionali, dove si scende sotto i 1300 kWh/m², e livelli più elevati nelle regioni meridionali e nelle isole, dove si possono superare i 1900 kWh/m².
La radiazione diretta, invece, risulta ancora più variabile e strettamente legata alle condizioni atmosferiche e alla conformazione del territorio, caratteristiche che incidono sulla scelta dei siti più adatti per impianti solari a concentrazione. “Tuttavia, rispetto alla radiazione globale, quella diretta è più variabile e sensibile alle condizioni atmosferiche e alla conformazione del territorio: si tratta di un aspetto rilevante nella scelta dei siti più adatti al solare a concentrazione, per il quale un valore di radiazione diretta superiore a circa 1800 kWh/m² anno rappresenta un primo indicatore di convenienza”, spiega uno degli autori dello studio, Giampaolo Caputo, ricercatore ENEA del Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili.
Quattro territori a confronto
Lo studio ha messo a confronto due impianti da 1 MW di potenza, uno fotovoltaico e uno solare a concentrazione, attraverso simulazioni effettuate in quattro località rappresentative: Montalto nel Lazio, Val Basento in Basilicata, Ferrara in Emilia-Romagna e Priolo in Sicilia. Nel caso del solare a concentrazione, Priolo si conferma il sito più favorevole, con un fattore di capacità che nei mesi estivi raggiunge il 78% e una produzione annua di circa 4100 MWh. Il sito siciliano registra anche i picchi mensili più elevati, con valori compresi tra 530 e 570 MWh nei mesi di luglio e agosto.
Montalto e Val Basento mostrano risultati leggermente inferiori ma comunque competitivi, con produzioni annue rispettivamente di circa 3900 MWh e 3700 MWh. Ferrara presenta invece le prestazioni più basse, con una produzione annua intorno ai 3400 MWh, coerentemente con una minore disponibilità di radiazione solare.
Anche il fotovoltaico conferma il vantaggio delle regioni meridionali. Priolo raggiunge il miglior risultato tra i siti analizzati, con una produzione annua di circa 1720 MWh e un fattore di capacità mensile superiore al 31% nel mese di luglio. Montalto e Val Basento registrano valori simili, rispettivamente circa 1640 MWh e 1600 MWh all’anno, mentre Ferrara si ferma a circa 1470 MWh.
Il consumo di territorio: il vantaggio del fotovoltaico
Un elemento decisivo nel confronto riguarda l’uso del suolo. Un impianto solare a concentrazione da 1 MW, considerando anche il campo solare e il sistema di accumulo termico, richiede circa 50 mila metri quadrati. Un impianto fotovoltaico della stessa potenza nominale, composto da 1818 moduli, occupa invece circa 10 mila metri quadrati.
La differenza si riflette nella produzione energetica per superficie occupata: il fotovoltaico genera tra 147 e 172 kWh per metro quadrato all’anno, mentre il solare a concentrazione produce tra 67,5 e 81,5 kWh/m². “Questa maggiore efficienza nell’uso del suolo rende il fotovoltaico particolarmente adatto ai contesti con disponibilità di terreno limitata, mentre il solare a concentrazione richiede una pianificazione territoriale più accurata”, aggiunge Caputo.
Due tecnologie diverse per una stessa transizione
Dal punto di vista economico, il fotovoltaico presenta un costo medio di produzione dell’elettricità lungo l’intero ciclo di vita dell’impianto generalmente inferiore rispetto al solare a concentrazione. Questo lo rende particolarmente competitivo per una produzione elettrica diffusa e a basso costo. Il solare a concentrazione, tuttavia, offre caratteristiche che possono diventare strategiche in un sistema energetico sempre più basato sulle fonti rinnovabili: accumulo termico, maggiore flessibilità, produzione programmabile e possibilità di fornire calore ad alta temperatura per processi industriali difficili da decarbonizzare.
“Lo studio evidenzia quindi che fotovoltaico e solare a concentrazione possono essere complementari nella transizione energetica: il primo è più indicato per produrre elettricità a basso costo e su larga scala, mentre il secondo risulta più vantaggioso quando sono prioritari programmabilità, accumulo, flessibilità e integrazione con i processi industriali“, conclude il ricercatore ENEA.
La ricerca ENEA indica quindi che il futuro dell’energia solare in Italia non dipenderà dalla scelta di una sola tecnologia, ma dalla capacità di integrare soluzioni diverse in base alle caratteristiche dei territori e alle esigenze del sistema energetico nazionale.
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