Il fotovoltaico produce oltre il doppio dell'energia per metro quadrato di suolo occupato rispetto al solare a concentrazione (CSP) e risulta adatto all'intero territorio nazionale, grazie alla capacità di sfruttare le componenti diretta, diffusa e riflessa della radiazione solare. È il risultato di uno studio dell'ENEA pubblicato sulla rivista Energies, che ha messo a confronto le prestazioni delle due tecnologie in quattro località italiane.
I ricercatori hanno mappato il potenziale solare nazionale calcolando la radiazione globale (GHI) e quella diretta normale (DNI), indicatori di riferimento rispettivamente per fotovoltaico e CSP. La radiazione globale presenta valori medi annui compresi tra 1400 e 1900 kWh/m², con livelli inferiori a 1300 kWh/m² nelle aree alpine e settentrionali e picchi oltre 1900 kWh/m² al Sud e nelle isole. La radiazione diretta mostra 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: 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", spiega Giampaolo Caputo, ricercatore del Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili dell'ENEA e coautore dello studio.
Le simulazioni hanno riguardato un impianto CSP a collettori parabolici lineari con tecnologia ENEA a sali fusi e 8 ore di accumulo termico e un impianto fotovoltaico, entrambi da 1 MW, a Montalto (Lazio), Val Basento (Basilicata), Ferrara (Emilia-Romagna) e Priolo (Sicilia). Per il CSP, Priolo registra un fattore di capacità estivo del 78%, picchi mensili di 530-570 MWh tra luglio e agosto e una produzione annua di circa 4100 MWh, contro 3900 MWh di Montalto, 3700 di Val Basento e 3400 di Ferrara. Nel fotovoltaico Priolo raggiunge un fattore di capacità superiore al 31% a luglio e 1720 MWh annui, seguito da Montalto (1640), Val Basento (1600) e Ferrara (1470).
Sul consumo di suolo, un impianto CSP da 1 MW occupa circa 50mila mentroquadrati, mentre uno fotovoltaico di pari potenza (1818 moduli) circa 10mila metriquadrati: 147-172 kWh/mentroquadro all'anno contro 67,5-81,5 kWh/mmetroquadro. "Questa maggiore efficienza nell'uso del suolo rende il fotovoltaico particolarmente adatto ai contesti con disponibilità di terreno limitata, mentre il solare a concentrazione richiede una pianificazione territoriale più accurata", aggiunge Caputo.
Il fotovoltaico presenta inoltre un LCOE più basso, mentre il CSP offre produzione più stabile, accumulo termico, minori esigenze di curtailment e calore di processo a media e alta temperatura. "Lo studio evidenzia quindi che fotovoltaico e solare a concentrazione possono essere complementari nella transizione energetica: 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", conclude il ricercatore.