Fotovoltaico in città: la mappa catastale 3D che abilita i Comuni alla transizione energetica

La tecnologia permetterà di sbloccare il potenziale fotovoltaico in città? È più che un auspicio, considerando che nei desideri dell’Europa per il 2030 il 20% di energia prodotta nelle città metropolitane dovrebbe provenire da comunità energetiche. Le potenzialità ci sono: da qui ai prossimi 25 anni metà dei cittadini dell’UE potrebbe produrre fino al 50% dell’energia rinnovabile.

Oggi è possibile contare su una opportunità tecnologica messa a punto dall’ENEA. I ricercatori del Centro dell’Agenzia nazionale, a Portici (Napoli), in collaborazione con l’Università degli Studi di Napoli Federico II, hanno sviluppato uno strumento in grado di generare per ogni città di Italia la mappa catastale 3D ad alta risoluzione del potenziale di energia fotovoltaica installabile su tetti e ogni altra superficie urbana idonea.

È uno strumento pensato «per supportare i processi di pianificazione e di incentivazione energetica degli enti locali. Un Comune (o una regione) potrebbe utilizzarlo, incrociando l’informazione del potenziale energetico solare degli edifici urbani con altre informazioni come la distribuzione della povertà energetica urbana esistente, al fine di mettere in atto azioni mirate ed informate, costituendo uno strumento globale», spiega Grazia Fattoruso, ricercatrice ENEA del Laboratorio Sviluppo applicazioni digitali fotovoltaiche e sensoristiche e responsabile del progetto.

Il “catasto solare” messo a punto dagli scienziati dell’ENEA e dell’ateneo napoletano è stato già sperimentato a Portici, città di 55mila abitanti e con un’alta densità urbana nonché una struttura urbana complessa. Qui si è stimato che l’installazione di pannelli fotovoltaici sui tetti potenzialmente idonei consentirebbe di produrre circa 500 GWh/anno. Se si considera che il più grande parco fotovoltaico d’Italia è in grado di produrre energia elettrica di circa 180 Gwh l’anno, si possono cogliere le enormi potenzialità di uno sviluppo del fotovoltaico su larga scala nelle aree urbane.

Fotovoltaico in città e mappa catastale: tutto parte dal GIS

Ripartiamo allora dalla soluzione messa a punto dagli scienziati italiani. Si tratta di uno strumento GIS che permette una valutazione dettagliata del potenziale energetico producibile mediante fotovoltaico in città.

Per calcolare il potenziale si è tenuto conto di una serie di fattori che vanno a incidere sulla radiazione solare che raggiunge il singolo tetto: geometria degli edifici, aree verdi, inquinamento dell’aria e attività antropiche.

«Abbiamo preso in considerazione anche l’impatto delle polveri sottili da traffico, mediante una relazione empirica messa a punto nei nostri laboratori. Nell’insieme si è tenuto conto di fattori sia solari che architettonici quali la radiazione solare, la forma e l’orientamento di ogni singolo tetto, la sua inclinazione, l’ombreggiamento derivante da altri edifici e dalla vegetazione circostanti e di altri aspetti specificatamente tecnici, nonché quelli di più ampio spettro come fattori ambientali e sociali. È una valutazione spazialmente distribuita ad una scala di pochi metri per l’intera città, per ogni suo edificio o parte di esso altra superfice urbana idonea, utile al decisore che deve attuare politiche d’incentivazione e di pianificazione energetica», specifica ancora Fattoruso.

Considerazioni tecnologiche

Per mettere a punto la mappa catastale il team è partito da dati Lidar del Ministero dell’Ambiente. Il Lidar è un sensore laser che rileva la distanza relativa tra il target e il sensore, in abbinamento con una piattaforma IMU (GPS+INS) che permette la georeferenzazione tridimensionale dei punti.

Sono dati a copertura nazionale e contano su una risoluzione dettagliata (inferiore ai 2 metri) che il ministero mette a disposizione di ogni Comune. Mediante strumenti di analisi spaziale avanzati si elabora, estraendolo dal dato Lidar, un modello 3D della città in tutte le sue componenti: edifici, vegetazione, strade eccetera.

A questo punto viene svolto il calcolo della radiazione solare che raggiunge il suolo. Essa è calcolata tenendo presente l’ombreggiamento degli edifici, e di altri fattori. Successivamente si effettua un’analisi di overlay topologico e vengono considerati altri fattori (solari, architetturali, ambientali) di riduzione solare. A questo punto, al netto, si ottiene il potenziale solare dei tetti.

Uno strumento utile per le comunità energetiche

Questo strumento è utile per progettare le comunità energetiche: «tramite questo strumento un Comune ha modo di comprendere quali parti della città hanno maggiore potenziale energetico fotovoltaico per produrre energia, accumularla e distribuirla a edifici/famiglie che versano in condizioni di povertà energetica. Si può contare su una visione di insieme come di aree specifiche, avendo conoscenza sia del potenziale degli edifici pubblici che privati o di altre aree urbane, e disporre d’informazioni utili per pianificare al meglio», specifica la ricercatrice ENEA.

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: così si favorisce la nascita delle CER.

ENEA ha già proposto di mettere a sistema la formazione di comunità energetiche con strategie contro la povertà energetica per la mobilità sostenibile, utilizzando parte dell’energia rinnovabile da fotovoltaico prodotta su scala urbana dalle comunità, per ricaricare mezzi elettrici.

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