Fotovoltaico e innovazione: la diffusione passa anche dalla ricerca

Il progresso del fotovoltaico e l’innovazione tecnologica sono due costanti nel percorso della fonte rinnovabile a più forte tasso di crescita. IEA, nel suo report Electricity 2026, prevede che la produzione da fonti rinnovabili aumenterà di circa 1000 TWh all’anno fino al 2030, con il solo fotovoltaico che rappresenterà oltre 600 TWh di tale crescita.

A decretare il successo del fotovoltaico, oltre al fattore economico – il costo dei pannelli solari diminuito di oltre il 99% dagli anni Settanta – è il progresso tecnologico, significativo.

«Consideriamo già solo quello in commercio: le celle in silicio, protagoniste attuali e del prossimo futuro, si sono evolute sensibilmente già solo rispetto a 10 anni fa». Si è passati da moduli la cui efficienza «non andava oltre il 17-18% a quelle attualmente sul mercato che raggiungono anche efficienze del 23-24%», afferma Paola Delli Veneri, responsabile della Divisione Fotovoltaico Solare presso ENEA.

Fotovoltaico e innovazione: il ruolo di ENEA

Paola Delli Veneri è un’esperta di riferimento per quanto riguarda fotovoltaico e innovazione. Da anni svolge ricerca, focalizzandosi sul progresso delle celle solari a base di silicio, perovskite e tandem perovskite/silicio, nonché sullo sviluppo di innovative applicazioni fotovoltaiche integrate.

Attualmente coordina due progetti nazionali: GOPV e “Fotovoltaico Innovativo, Efficiente e Sostenibile”. Quest’ultimo è particolarmente rilevante, in quanto è l’oggetto del Piano triennale (2025-2027) di realizzazione della ricerca di sistema elettrico nazionale, su cui sono stati stanziati circa 20 milioni di euro, con un accordo di programma che vede attivamente coinvolti ENEA, CNR e RSE, oltre a svariate università e centri di ricerca italiani.

Il progetto intende promuovere l’innovazione nel settore del fotovoltaico e a incoraggiarne la diffusione “così da favorire il raggiungimento dei target nazionali individuati dal PNIEC al 2030”, specifica il testo del progetto.

Inoltre, ENEA ha istituito il Registro dei Moduli Fotovoltaici, una piattaforma web per censire i pannelli solari ad alto rendimento prodotti nell’UE.

«È uno strumento che può supportare meccanismi di incentivi e può contribuire a tracciare lo sviluppo della produzione negli Stati membri EU di celle e moduli FV e più in generale dell’evoluzione della tecnologia FV. Al momento risultano iscritti circa 147 moduli, con un incremento di 22 nuovi prodotti nei primi mesi dell’anno, a riprova della dinamicità del mercato e del continuo miglioramento tecnologico».

Le attività svolte in ENEA hanno lo scopo di promuovere lo sviluppo del FV lungo l’intera catena del valore e di supportare i decisori politici verso l’adozione di misure valide per il settore, favorendo una proficua collaborazione tra tutti i protagonisti nazionali della ricerca e dell’industria, rileva la responsabile e ricercatrice».

Perovskite e altro: esempi e campi applicativi su cui si lavora oggi

Già solo rispetto a due anni fa, quando incontrammo Paola Delli Veneri in occasione del convegno annuale della “Rete italiana del fotovoltaico”, si sono registrate novità importanti nell’ambito del fotovoltaico e dell’innovazione italiani. Ricorda, a esempio, l’avvio della produzione di celle solari bifacciali a eterogiunzione di silicio nel sito produttivo di 3SUN a Catania e la definizione di una roadmap che punti alla produzione di moduli con tecnologia tandem; l’avvio del progetto Fenice di FuturaSun che prevede la realizzazione di uno stabilimento che potrà produrre fino a 1,4 GW/anno di moduli FV in Italia. Ricorda, inoltre, la costituzione di SunXT, venture di Eniverse e Futura SUN, che punta a sviluppare moduli fotovoltaici in perovskite da utilizzare anche in accoppiamento col silicio.

A queste va poi menzionata una recente iniziativa avviata in Emilia-Romagna e finalizzata a industrializzare la perovskite in Italia entro una manciata d’anni.

Oltre agli esempi industriali, prosegue il lavoro di ricerca, ben esemplificato dal progresso del progetto triennale condotto da ENEA, CNR e RSE.

«Abbiamo definito i temi più rilevanti, con attività finalizzate allo studio di nuovi materiali per migliorare l’efficienza dei dispositivi. Come Enea lavoriamo molto su celle tandem perovskite-silicio, RSE su fotovoltaico a multigiunzione basate sui composti III-V e IV della tavola periodica Il CNR, che ha una storica expertise sulle celle fotovoltaiche CIGS, sta lavorando su celle tandem a film sottile, in particolare combinando perovskite e CIGS. Stiamo operando, quindi, in maniera complementare, in un clima di proficuo scambio d’informazioni, dall’ambito tecnologico alle competenze per lavorare su più aspetti».

Non ci sarà una tecnologia che predominerà, ma ce ne saranno diverse che si svilupperanno su molteplici ambiti e mercati.

Massimizzare la penetrazione del fotovoltaico

Oltre allo sviluppo del fotovoltaico e all’innovazione tecnologica, c’è un altro elemento su cui lavora la ricerca italiana: come favorire la penetrazione e lo sviluppo. «A tale scopo c’è un gruppo di lavoro attivo», dedicato allo studio di possibili soluzioni per l’integrazione del fotovoltaico in differenti ambiti applicativi, in modo da promuovere l’incremento della capacità installata.

Una delle possibilità al vaglio riguarda l’agrivoltaico che richiede un approccio multidisciplinare. «A tale riguardo, sono coinvolte la facoltà di agraria dell’Università Federico II di Napoli e quella dell’Università di Bari. Esse stanno lavorando per valutare come monitorare la crescita delle piante sotto gli impianti fotovoltaici, ma anche come progettare delle serre fotovoltaiche con coperture semitrasparenti, realizzate per esempio con celle solari organiche, che permettano di assorbire una parte della luce per produrre energia elettrica e far passare la luce necessaria alla crescita delle piante. Anche il CNR sta lavorando su nuovi moduli per la copertura di serre agricole con la tecnologia DSSC (Dye Sensitized Solar Cell)», racconta Delli Veneri.

Un altro ambito su cui si ragiona è quello del fotovoltaico galleggiante. Si tratta di una soluzione non ancora sufficientemente sperimentata a causa delle criticità che ne hanno fino ad ora limitato la diffusione: la necessità di mettere a punto adeguate strategie progettuali che integrino anche competenze di ingegneria navale e idraulica; la limitata conoscenza delle prestazioni in ambiente operativo (ad esempio: affidabilità, resistenza meccanica; eventuali impatti sugli ecosistemi acquatici di tali impianti, in particolare se pensati per installazioni in mare). Inoltre, considerata la peculiarità del contesto italiano, in cui il tema della conservazione del paesaggio è cruciale, è fondamentale progettare possibili soluzioni per un ottimale inserimento del floating PV nel paesaggio marino.

Un ulteriore aspetto su cui si concentra la ricerca riguarda l’accettazione sociale: il problema NIMBY è ancora vivo e occorre affrontarlo in modo attento per massimizzare l’impiego del fotovoltaico.

L’attenzione su efficienza e sostenibilità

Oltre a materiali e all’integrazione, c’è un terzo fronte che riguarda la massimizzazione di produzione energetica degli impianti. «In esso rientra l’implementazione di sistemi avanzati di diagnostica e forecasting, che si avvalgano anche algoritmi di intelligenza artificiale e machine learning per la rilevazione precoce delle anomalie e la previsione accurata della produzione energetica».

Infine, ma non certo per importanza, la ricerca è focalizzata sulla sostenibilità.

«Dalle perovskiti alle DSSC, tutti gli ambiti di sviluppo tecnologico sono vagliate per cercare di trovare soluzioni quanto più sostenibili per la realizzazione dei dispositivi. «Per esempio, per quanto riguarda in particolare ENEA, sulla parte di sviluppo di nuovi polimeri per l’incapsulamento dei moduli fotovoltaici, si stanno studiando da tempo materiali ecocompatibili».

Il contesto geopolitico: dalla complessità all’opportunità

Il particolare momento che si vive a livello geopolitico quanto incide sullo sviluppo del fotovoltaico e sull’innovazione tecnologica? Anche se ha provocato e provocherà contraccolpi di vario tipo, «preferisco considerarlo un elemento di opportunità per lo sviluppo del fotovoltaico e per altre fonti rinnovabili – afferma Delli Veneri –. Penso anche agli strumenti incentivanti che favoriscono le nuove installazioni FV puntando su moduli made in Europe (Transizione 5.0 e iperammortamento introdotto nella Legge di Bilancio 2026, Conto Termico 3.0)».

Tuttavia c’è ancora molto da fare: «a livello europeo non si producono celle né lingotti. Per promuovere la sicurezza energetica occorre muoversi su molteplici fronti e creare le condizioni per sviluppare una filiera europea efficace e completa», sottolinea l’esperta ENEA.

Prospettive future, possibili col giusto supporto

Detto questo, quali potenzialità ha ancora il fotovoltaico e quali sono le possibilità per un suo ulteriore slancio, in chiave tecnologica e di penetrazione? «Bisogna lavorare su più fronti, materiali, efficienza, affidabilità e sostenibilità delle innovazioni proposte e applicazioni (residenziale, C&I, agrivoltaico, fotovoltaico galleggiante», rileva la responsabile per il fotovoltaico ENEA, ricordando i diversi studi che comprovano il potenziale di nuove installazioni.

«Il fotovoltaico ha, quindi, spazi per esprimere ulteriormente le sue potenzialità, anche per contribuire alla crescente elettrificazione dei consumi. Serve, però, un sistema, anche politico-istituzionale, capace di confermare e promuovere ulteriormente le condizioni per questo sviluppo. Personalmente, noto un certo dinamismo, dal mondo della ricerca a quello industriale. Vanno create le condizioni più opportune per far esprimere al meglio questo fermento, anche a livello europeo: è prioritario abbattere le barriere burocratiche che rallentano l’iter dei progetti e, al contempo, garantire investimenti certi che supportino lo sviluppo tecnologico e la penetrazione del mercato, trasformando le idee in infrastrutture efficienti», conclude Delli Veneri.

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