Fotovoltaico e solare a concentrazione, due tecnologie a confronto: lo studio ENEA chiarisce punti di forza e limiti

Il fotovoltaico si conferma la tecnologia più efficiente nell’utilizzo del suolo e la più adatta all’intero territorio italiano. Il solare a concentrazione, invece, offre un vantaggio strategico grazie alla possibilità di accumulare energia termica e garantire una produzione elettrica più stabile e programmabile. È quanto emerge da un nuovo studio dell’ENEA pubblicato sulla rivista scientifica Energies.

La transizione energetica non passa attraverso una sola tecnologia, ma dalla capacità di integrare soluzioni diverse e complementari. È questo il messaggio principale dello studio condotto dall’ENEA, che ha messo a confronto il fotovoltaico e il solare a concentrazione (CSP) analizzandone prestazioni, efficienza, utilizzo del territorio e sostenibilità economica in quattro aree rappresentative dell’Italia.

Il fotovoltaico sfrutta meglio la risorsa solare
Secondo i ricercatori, il fotovoltaico è in grado di produrre oltre il doppio dell’energia per metro quadrato di superficie occupata rispetto agli impianti a concentrazione. Il motivo risiede nella sua capacità di sfruttare tutte le componenti della radiazione solare – diretta, diffusa e riflessa – rendendolo efficace praticamente in ogni area del Paese.

Lo studio evidenzia infatti che la radiazione globale annua varia mediamente tra 1.400 e 1.900 kWh per metro quadrato, con valori inferiori nelle regioni alpine e settentrionali e picchi superiori ai 1.900 kWh/m² nel Sud e nelle isole. Questa distribuzione rende il fotovoltaico una tecnologia adatta sia alle regioni settentrionali sia a quelle meridionali.

Il solare a concentrazione punta sulle aree più soleggiate
Diversa la situazione per il solare a concentrazione, che funziona sfruttando esclusivamente la radiazione solare diretta. Questa caratteristica limita le aree realmente idonee all’installazione, privilegiando Sicilia, Sardegna e gran parte delle regioni del Mezzogiorno.

Come spiega Giampaolo Caputo, ricercatore ENEA e coautore dello studio, un valore di radiazione diretta superiore a circa 1.800 kWh per metro quadrato all’anno rappresenta già un primo indicatore della convenienza di questa tecnologia, particolarmente sensibile alle condizioni atmosferiche e alla morfologia del territorio.

Quattro siti italiani messi a confronto
Per valutare concretamente le prestazioni delle due tecnologie, i ricercatori hanno simulato il funzionamento di due impianti da 1 MW in quattro località italiane: Priolo (Sicilia), Montalto (Lazio), Val Basento (Basilicata) e Ferrara (Emilia-Romagna).

Nel caso del solare a concentrazione, Priolo si conferma il sito più performante, con una produzione annua di circa 4.100 MWh e un fattore di capacità che nei mesi estivi raggiunge il 78%. Montalto e Val Basento seguono con produzioni comprese tra 3.700 e 3.900 MWh annui, mentre Ferrara si ferma a circa 3.400 MWh, penalizzata dalla minore disponibilità di radiazione diretta.

Anche il fotovoltaico registra i risultati migliori in Sicilia. L’impianto simulato a Priolo produce circa 1.720 MWh all’anno, seguito da Montalto (1.640 MWh), Val Basento (1.600 MWh) e Ferrara (1.470 MWh). Sebbene la produzione assoluta del CSP risulti superiore grazie al diverso funzionamento dell’impianto e alla presenza dell’accumulo termico, il confronto più significativo riguarda l’efficienza nell’uso del territorio.

Il fotovoltaico vince sul consumo di suolo
Uno degli aspetti più rilevanti dello studio riguarda infatti l’occupazione del terreno.

Per realizzare un impianto fotovoltaico da 1 MW sono sufficienti circa 10.000 metri quadrati, mentre un impianto solare a concentrazione della stessa potenza, comprensivo del campo solare e del sistema di accumulo termico, richiede circa 50.000 metri quadrati.

Tradotto in termini di produttività, il fotovoltaico genera tra 147 e 172 kWh per metro quadrato ogni anno, contro i 67,5-81,5 kWh/m² del solare a concentrazione. Una differenza che rende il fotovoltaico particolarmente competitivo nelle aree dove il terreno disponibile rappresenta una risorsa limitata.

Costi più bassi per il fotovoltaico, ma il CSP offre maggiore flessibilità
Anche sotto il profilo economico il fotovoltaico mantiene un vantaggio, grazie a un costo medio di produzione dell’energia inferiore lungo l’intero ciclo di vita dell’impianto.

Il solare a concentrazione, tuttavia, compensa i maggiori costi con caratteristiche difficilmente replicabili dal fotovoltaico. La possibilità di accumulare energia sotto forma di calore consente infatti di produrre elettricità anche in assenza di irraggiamento diretto, garantendo una maggiore programmabilità della produzione e una migliore integrazione con la rete elettrica. Inoltre, riduce il rischio di curtailment, ovvero la limitazione forzata della produzione quando l’offerta di energia supera la domanda.

Un ulteriore punto di forza è rappresentato dalla possibilità di fornire calore ad alta temperatura per i processi industriali, contribuendo alla decarbonizzazione di comparti produttivi difficili da elettrificare.

Tecnologie complementari per la transizione energetica
Le conclusioni dello studio ENEA non decretano un vincitore assoluto, ma delineano ruoli differenti per le due tecnologie.

Il fotovoltaico rimane la soluzione più efficiente, economica e versatile per la produzione di energia elettrica su larga scala, grazie alla sua elevata resa per unità di superficie e alla capacità di operare efficacemente su tutto il territorio nazionale.

Il solare a concentrazione, invece, trova la propria collocazione ideale nelle regioni centro-meridionali, dove l’elevata disponibilità di radiazione diretta permette di valorizzarne i principali vantaggi: accumulo termico, continuità di esercizio, flessibilità operativa e integrazione con i processi industriali.

Più che concorrenti, dunque, fotovoltaico e solare a concentrazione appaiono destinati a svolgere un ruolo complementare nella strategia italiana di decarbonizzazione, contribuendo insieme a costruire un sistema energetico sempre più efficiente, resiliente e sostenibile.