Si fa presto a dire energia solare: le differenze tra fotovoltaico e solare a concentrazione

Uno studio dei ricercatori Enea mette a confronto i due tipi di tecnologie. Uso di suolo, prestazioni e altre caratteristiche. Ecco i risultati

Fotovoltaico o solare a concentrazione? Non è una sfida, ma un confronto tra i due sistemi per la produzione di energia green al centro di uno studio compiuto dai ricercatori dell’Enea in cui emergono le peculiarità dei due sistemi che, nell’ambito della transizione energetica e nei processi di decarbonizzazione, «possono essere complementari».

I ricercatori (i risultati sono stati pubblicati su Energies) hanno analizzato il potenziale solare dell’intero territorio nazionale, calcolando la radiazione globale e quella diretta, i due indicatori utilizzati per valutare rispettivamente il potenziale del fotovoltaico e del solare a concentrazione.

I risultati, emerge dallo studio, «evidenziano nette differenze tra Nord e Sud: la radiazione globale presenta valori medi annui generalmente compresi tra 1400 e 1900 kWh per metro quadrato, con livelli più bassi nelle aree alpine e settentrionali (inferiori a 1300 kWh/m²) e più elevati al Sud e nelle isole (con picchi di oltre 1900 kWh/m²)». Anche la radiazione diretta mostra una marcata variabilità territoriale, con i valori più elevati in Sicilia, Sardegna e nelle regioni meridionali.

«Tuttavia, rispetto alla radiazione globale, quella diretta è più variabile e sensibile alle condizioni atmosferiche e alla conformazione del territorio – sottolinea Giampaolo Caputo, coautore dello studio e ricercatore del dipartimento tecnologie energetiche e fonti rinnovabili dell’Enea -: 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».

Lo studio, inoltre, ha confrontato un impianto solare a concentrazione e un impianto fotovoltaico da 1 MW di potenza, attraverso simulazioni condotte in quattro località rappresentative del territorio italiano: Montalto nel Lazio, Val Basento in Basilicata, Ferrara in Emilia-Romagna e Priolo in Sicilia. «Nel caso del solare a concentrazione, Priolo mostra le migliori prestazioni durante tutto l’anno, con un fattore di capacità (rapporto tra energia effettivamente prodotta e quella massima producibile dall’impianto) che nei mesi estivi raggiunge il 78% e resta elevato anche nelle stagioni intermedie -viene evidenziato nello studio -. Di conseguenza, è anche il sito con la maggiore produzione elettrica mensile, con picchi di 530-570 MWh tra luglio e agosto, e con la produzione annua più alta circa 4100 MWh».

L’uso del suolo rappresenta un ulteriore elemento di differenziazione tra le due tecnologie. Un impianto solare a concentrazione da 1 MW, comprensivo del campo solare e del sistema di accumulo termico, «richiede complessivamente circa 50 mila metri quadri – viene sottolineato -, mentre un impianto fotovoltaico di pari potenza nominale composto da 1818 moduli occupa circa 10 mila metri quadri». Con il risultato che, «in termini di produzione per unità di superficie, il fotovoltaico risulta più efficiente: genera tra 147 e 172 kWh per metro quadrato all’anno, contro i 67,5-81,5 kWh/m² del solare a concentrazione». «Questa maggiore efficienza nell’uso del suolo – aggiunge il ricercatore – rende il fotovoltaico particolarmente adatto ai contesti con disponibilità di terreno limitata, mentre il solare a concentrazione richiede una pianificazione territoriale più accurata».

Dal punto di vista economico, «il fotovoltaico presenta un costo medio di produzione dell’energia elettrica lungo l’intero ciclo di vita dell’impianto più basso rispetto al solare a concentrazione, consentendo una produzione di elettricità a costi inferiori». Tuttavia, argomentano dall’ente di ricerca, «il maggiore costo del solare a concentrazione va valutato alla luce del valore aggiunto che questa tecnologia offre: produzione elettrica più stabile, accumulo di energia sotto forma di calore, maggiore flessibilità e integrazione nella rete, con minori esigenze di curtailment, cioè di riduzione forzata della generazione in caso di eccesso di produzione».

Inoltre, il solare a concentrazione può fornire calore per processi industriali a media e alta temperatura, contribuendo alla decarbonizzazione dei settori più difficili da elettrificare. «Lo studio evidenzia quindi che fotovoltaico e solare a concentrazione possono essere complementari nella transizione energetica – conclude il ricercatore -: 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».