Solare, crescita record grazie a tecnologie e ricerca

Accanto a economie di scala e taglio dei costi ci sono soluzioni che permettono di aumentare l’efficienza

Il solare continua a battere record su record, ma nessuno se ne accorge. Dopo aver superato la soglia dei 100 gigawatt nel 2012, il mondo ha impiegato 10 anni per arrivare a un terawatt di potenza solare installata. Nell’autunno del 2024, dopo meno di tre anni, aveva già installato il secondo terawatt, una capacità sufficiente a soddisfare l’intero fabbisogno energetico degli Stati Uniti nei momenti di picco dei consumi. Neanche due anni dopo, il mese scorso, è stata superata la soglia dei 3 terawatt. E la curva di crescita è destinata a impennarsi ancora. Per Solar Power Europe il raddoppio a sei terawatt avverrà già nel corso del 2030 e in base alle stime di Bloomberg New Energy Finance nel 2032 l’energia del sole genererà più elettricità del carbone a livello globale. Solo nel 2025, il solare ha generato 2.780 terawattora di elettricità, la stessa quantità che si produce bruciando 540 miliardi di metri cubi di gas, equivalenti a cinque anni di forniture di Gnl attraverso lo stretto di Hormuz.

Questa rivoluzione non è trainata da ambizioni ecologiste, bensì dal calo dei prezzi e dai progressi delle tecnologie pulite. Già nel 2020 la Iea definiva il solare come «la fonte di energia elettrica più economica della storia», e oggi i costi sono scesi ulteriormente. In base agli ultimi dati, il prezzo dei pannelli è calato del 95% dal 2007, rendendo il fotovoltaico la fonte più economica di nuova generazione elettrica non solo rispetto alle fonti fossili, ma anche ad altre fonti rinnovabili, come l’idroelettrico o l’eolico. In parallelo, il costo dei sistemi di accumulo è crollato del 93% dal 2010, facilitando l’accoppiata pannelli + batterie. E i prezzi continuano a scendere, anche grazie all’export cinese delle eccedenze, soprattutto verso l’Africa.

Inoltre, a differenza di quanto accade per l’elettricità da gas, i prezzi del kilowattora solare non subiscono impennate a causa di conflitti come la guerra in Iran. Una volta installati i pannelli, l’energia quotidiana è gratuita e alcune abitazioni arrivano anche a produrre un surplus da rivendere alla rete.

Da qui il circolo virtuoso che consente al solare di crescere a doppia cifra da vent’anni, godendo di sempre maggiori economie di scala, che a loro volta lo rendono ancora più competitivo. Oltre alle economie di scala nella produzione e nell’installazione, ci sono gli aumenti di efficienza delle celle: in un solo decennio, si è passati da moduli che non andavano oltre il 17-18% a quelli attualmente sul mercato che raggiungono efficienze di conversione anche del 23-24 per cento. Per non parlare dei progressi in arrivo, che promettono efficienze del 26-27 per cento. Merito dell’incessante lavoro della ricerca: secondo l’European Patent Office, le invenzioni in campo fotovoltaico sono aumentate di oltre 17 volte negli ultimi tre decenni.

Nel corso degli anni, i wafer di silicio sono diventati sempre più sottili, riducendo il peso e l’estensione dei moduli necessari per produrre la stessa energia, ed è calato l’uso dell’argento nelle celle, riducendo i costi. Sono nati i moduli bifacciali, capaci di assorbire luce da entrambi i lati della cella, aumentando così l’efficienza senza incidere molto sui costi.

Ora siamo davanti a un altro salto di qualità: la tecnologia Perc (Passivated Emitter and Rear Cell), considerata da anni la soluzione di riferimento, ha raggiunto il suo massimo potenziale e viene progressivamente sostituita da architetture più efficienti, come i moduli di tipo N, le cui celle di silicio sono “drogate” con fosforo anziché con boro, ottenendo rendimenti del 24-26%. L’assenza di boro elimina il difetto di interazione con l’ossigeno, riducendo drasticamente il calo di potenza nel tempo, e ha un coefficiente di temperatura migliore, perciò produce più energia anche nelle giornate di canicola estiva.

Un’altra novità sono i moduli fotovoltaici “back contact”, costruiti con celle in cui i contatti elettrici sono posizionati sul lato posteriore, lasciando una maggiore superficie disponibile per l’assorbimento della luce, con efficienze record che superano il 26 per cento. L’estetica del modulo ne guadagna, ma non solo: alcuni modelli sono progettati per resistere a condizioni ambientali estreme, come tempeste di grandine particolarmente violente, che negli ultimi anni stanno diventando un problema diffuso.

In prospettiva, le celle tandem rappresentano lo sviluppo più promettente. L’obiettivo è superare i limiti delle celle a singola giunzione, accoppiando il silicio con un altro materiale, come la perovskite. Nelle architetture tandem perovskite-silicio, lo strato superiore in perovskite assorbe una parte dello spettro solare, mentre le altre radiazioni l’attraversano e vengono convertite dal silicio. Un team di ricercatori dell’università di Sydney ha appena superato un’efficienza di conversione del 27% con una cella a tripla giunzione perovskite-perovskite-silicio.

Sul piano delle installazioni, il fotovoltaico organico flessibile e trasparente può essere applicato a qualsiasi superficie, anche sui vetri dei grattacieli, e il fotovoltaico galleggiante sfrutta le superfici d’acqua inutilizzate, ad esempio nelle vecchie cave, anche con moduli verticali. Nei parchi fotovoltaici di grande taglia, intanto, gli smart tracker ormai sfruttano l’intelligenza artificiale per seguire la posizione del sole come i girasoli. Questi progressi incrementali hanno portato il solare a coprire il 15% del fabbisogno elettrico italiano nel 2025 e a superare il 20% lo scorso luglio, pur non essendo l’Italia il Paese europeo dove il solare è più diffuso, in relazione alla popolazione: ci battono l’Olanda, la Germania, la Spagna e perfino l’Austria e la Svizzera.

@elencomelli