Energia solare: innovazioni e sfide

Strade solari e infrastrutture avanzate

Le strade solari rappresentano una delle innovazioni più promettenti nel campo della mobilità sostenibile, trasformando le infrastrutture viarie in fonti di energia pulita, oltre a contribuire a ridurre l’impatto ambientale della mobilità e a rendere più efficienti i trasporti.

Si tratta di installare pannelli solari direttamente nel manto stradale, usando materiali resistenti in grado di sopportare il peso dei veicoli, oppure posizionare pannelli sopraelevati lungo i bordi delle autostrade, sfruttando strutture già esistenti senza occupare ulteriore spazio. L’energia così prodotta può alimentare l’illuminazione, le gallerie, le stazioni di rifornimento o essere immessa nella rete elettrica per soddisfare il fabbisogno delle città vicine. Inoltre, in alcuni progetti più avanzati, le strade solari sono abbinate a sistemi di ricarica a induzione per veicoli di e-mobility cioè mobilità elettrica, permettendo di ricaricarli mentre sono in movimento senza fermarsi alle colonnine.

È doveroso evidenziare che, se da un lato i fotovoltaico stradale può generare risparmi significativi e nuove opportunità di investimento, dall’altro lato, deve affrontare alcune sfide, tra cui la resistenza dei pannelli al peso e all’usura e la manutenzione regolare per mantenere alte le prestazioni.

Attualmente, le strade solari sono in fase di sperimentazione in diversi Paesi europei. In Italia, ad esempio, è in corso un progetto per rendere l’autostrada A2 (Salerno-Reggio Calabria) una “smart road” alimentata da impianti fotovoltaici, contribuendo così alla riduzione delle emissioni di CO₂ e al miglioramento dell’efficienza energetica del sistema di trasporti. All’estero, iniziative simili sono state avviate in Francia, Germania, Austria e Svizzera, dove si stanno testando diverse soluzioni per integrare pannelli solari lungo le autostrade sia nel manto stradale sia su barriere fonoassorbenti.

Finestre solari: estetica e funzionalità

Negli ultimi anni, l’architettura sostenibile ha fatto grandi passi avanti, integrando direttamente fonti di energia rinnovabile nelle strutture degli edifici come nel caso degli smart building. Tra le soluzioni più innovative ci sono le finestre fotovoltaiche, ovvero infissi dotati di vetri speciali capaci di assorbire i raggi solari e convertirli in elettricità.

I vetri sono composti da due lastre di vetro, tra le quali vengono inseriti materiali, quali celle fotovoltaiche in silicio che possono essere amorfe, monocristalline o policristalline. Il funzionamento è simile a quello dei pannelli solari tradizionali, ma con il vantaggio estetico e funzionale di superfici trasparenti, ideali per finestre, facciate o lucernari. Attualmente, sul mercato esistono diverse tipologie di vetri fotovoltaici, e precisamente: trasparenti (che permettono il passaggio di luce e calore); semi-trasparenti (che producono molta energia ma bloccano il calore e i raggi infrarossi); colorati (più eleganti e spesso utilizzati in edifici molto alti).

È doveroso evidenziare che è importante progettare correttamente l’installazione di questi vetri, orientando le finestre a sud per ottimizzare l’esposizione solare, oltre ad effettuare una manutenzione regolare in termini di pulizia dei vetri e di controlli annuali del sistema elettrico. L’adozione di infissi fotovoltaici offre numerosi benefici, tra cui: la produzione costante di energia durante il giorno; il risparmio sulle bollette; il miglioramento dell’efficienza energetica; l’aumento del valore dell’immobile; la riduzione delle emissioni di CO2.

Inoltre, le finestre solari sono in grado di garantire sia l’illuminazione degli ambienti sia la produzione di energia. Tuttavia, ci sono anche alcuni svantaggi, quali: il costo superiore rispetto ai pannelli tradizionali; un’efficienza di conversione ancora limitata a causa della posizione verticale fissa; l’impossibilità di gestire ombreggiature; la necessità di sostituire l’intera finestra in caso di rottura.

Tegole solari: integrazione elegante nei tetti

Le tegole solari rappresentano una soluzione innovativa per integrare la produzione di energia solare nella struttura di un edificio e, a differenza dei pannelli solari tradizionali – che vengono installati sopra il tetto – fungono da veri e propri elementi costruttivi.

Le tegole solari – sebbene il loro costo iniziale sia generalmente superiore rispetto ai pannelli solari tradizionali – offrono diversi vantaggi che vanno oltre l’aspetto visivo. Di fatto, l’installazione è più semplice, poiché le tegole si montano direttamente al posto di quelle convenzionali, eliminando la necessità di strutture di supporto aggiuntive. Ciò si traduce in una possibile riduzione dei tempi e dei costi di posa. Inoltre, la loro struttura permette di: ottenere un buon isolamento termoacustico; una maggiore protezione contro umidità, vento, neve e grandine; una durata comparabile – se non superiore – alle tegole tradizionali.

In termini di efficienza, ogni tegola può produrre circa 50 watt di potenza. Tuttavia, rispetto ai pannelli solari tradizionali, il rendimento complessivo può risultare leggermente inferiore, soprattutto in presenza di ombreggiature. I pannelli solari, infatti, sono ottimizzati per massimizzare la resa energetica e sono più versatili nell’orientamento e nell’inclinazione, offrendo una produzione superiore a parità di superficie. Inoltre, il loro costo per watt installato è generalmente più basso, rendendoli una scelta economicamente più vantaggiosa nel breve termine.

Pannelli solari integrati negli edifici

I pannelli solari integrati negli edifici – noti come BIPV (Building Integrated Photovoltaics) – sono progettati per essere parte integrante delle strutture architettoniche, svolgendo una doppia funzione: elemento costruttivo e fonte di energia rinnovabile.

I BIPV, a differenza dei pannelli fotovoltaici tradizionali – che sono installati separatamente su tetti o supporti a terra – sostituiscono direttamente materiali edilizi convenzionali come coperture, facciate o vetrate. Inoltre, essi offrono diversi vantaggi in termini di: protezione solare, isolamento e sicurezza, con un impatto estetico più armonioso rispetto ai sistemi tradizionali. Di fatto, i BIPV si convertono in una soluzione è ideale per edifici con particolari stili architettonici o soggetti a vincoli paesaggistici.

È doveroso evidenziare che i BIPV, sebbene inizialmente più costosi, sono in grado di generare risparmi in termini di materiali e di installazione grazie alle sue multiple funzioni. Le tecnologie più utilizzate includono il silicio cristallino, le celle a film sottile, oltre che le celle solari organiche che rappresentano una promettente alternativa per la loro flessibilità, trasparenza e adattabilità a diverse condizioni di luce e design.

Pannelli solari a infrarossi per climi meno soleggiati

Le più recenti tecnologie solari hanno portato allo sviluppo di pannelli anti-solari in grado di generare energia anche a latitudini meno irraggiate e di notte. Si tratta di pannelli appositamente progettati per catturare il calore irradiato dalla Terra sotto forma di radiazione infrarossa durante la notte. Ovviamente, il processo genera una quantità di energia inferiore rispetto ai dati di produzione diurni.

Sfide attuali per l’implementazione dell’energia solare

Una delle principali sfide dell’energia solare è sempre stata la sua dipendenza dalla luce del sole. Pertanto, i sistemi di accumulo energetico – noti come Battery Energy Storage Systems (BESS) – stanno assumendo un ruolo sempre più centrale nel valorizzare appieno il potenziale del fotovoltaico, soprattutto ora che questa fonte rinnovabile continua a diffondersi.

Le batterie agli ioni di litio dominano attualmente il mercato; tuttavia, tecnologie alternative come le batterie a flusso e i supercondensatori stanno attirando crescente attenzione. Nel frattempo, anche le batterie a stato solido stanno suscitando grande interesse grazie alle loro promettenti caratteristiche in termini di sicurezza e capacità di accumulo, potenzialmente superiori rispetto alle soluzioni agli ioni di litio.

È doveroso evidenziare che un sistema di accumulo rappresenta, di fatto, una scelta strategica per una gestione più efficiente dell’energia, consentendo di immagazzinare l’energia prodotta in eccesso durante il giorno per utilizzarla di notte o nei momenti di maggiore richiesta.

Normative e politiche di supporto

In Italia, l’opinione pubblica e le istituzioni sostengono l’integrazione delle energie rinnovabili nel mix energetico nazionale. Tuttavia, gli operatori del settore devono confrontarsi con un quadro normativo spesso complesso e frammentato, che rallenta lo sviluppo dei progetti. Pertanto, sarebbe auspicabile che, in futuro, si trovasse un equilibrio tra tutela del patrimonio paesaggistico e necessità della transizione energetica. Nel 2024, importanti novità legislative hanno cercato di semplificare il contesto e, precisamente:

Decreto Ministeriale del 13 novembre 2024 – Incentiva l’autoproduzione energetica nelle PMI e l’uso dei sistemi di accumulo (BESS),

Decreto Legislativo 190/2024 – Snellisce le procedure autorizzative per nuovi impianti rinnovabili.

Decreto sulle Comunità Energetiche Rinnovabili – Introduce contributi a fondo perduto per le Comunità energetiche rinnovabili, inclusi sistemi di storage.

Nonostante i passi avanti, persistono criticità generate dal ritardo nel “Decreto Aree Idonee”, che dovrebbe identificare le zone in cui installare impianti rinnovabili, ma la sua assenza crea incertezza e ostacoli burocratici. Anche la normativa sullo “Scambio sul Posto” rimane poco chiara, generando ulteriori dubbi tra investitori e operatori, oltre che compromettere lo slancio necessario per la piena affermazione delle rinnovabili in Italia.

È doveroso evidenziare che le politiche di sostegno alle energie rinnovabili rivestono un ruolo cruciale per favorire l’adozione su larga scala e l’integrazione efficace dei sistemi solari fotovoltaici. Tuttavia, per essere realmente efficaci, tali politiche devono essere concepite attraverso una pianificazione attenta e una visione strategica. Un esempio emblematico è rappresentato dalla Germania, che grazie a misure mirate ha potuto incrementare in modo significativo la produzione di energia solare, dimostrando quanto le scelte politiche possano incidere positivamente sullo sviluppo del fotovoltaico e sulla sua integrazione nella rete elettrica nazionale.

Anche in Italia, la strategia energetica nazionale per il 2025 si basa su una serie di strumenti chiave volti a sostenere la transizione verso fonti rinnovabili e a promuovere l’efficienza del sistema energetico. E, precisamente:

• Piano Transizione 5.0 – Il Piano Transizione 5.0 premia la riduzione dei consumi energetici (almeno del 3% sull’intera struttura produttiva o del 5% sul singolo processo), attraverso un credito d’imposta per investimenti in beni materiali e immateriali coerenti con l’Industria 4.0. Le aliquote del credito variano in base all’entità dell’investimento e sono cumulabili con altri incentivi.
• Fondo per la Transizione Industriale – Copre fino al 45% degli investimenti per l’autoproduzione da fonti rinnovabili, con maggiorazioni per PMI.
• Legge di Bilancio 2025 – La Legge di bilancio 2025 potenzia ulteriormente le agevolazioni, portando fino al 67,5% l’incentivo per l’installazione di pannelli fotovoltaici ad alta efficienza.

Tra gli altri incentivi attivi nel 2025 spiccano:

• Conto Termico 2.0 – Contributi fino al 65% per l’efficienza energetica e il riscaldamento da rinnovabili,
• Nuovo Conto Termico 3.0 – Ancora in fase di approvazione, promette semplificazione e maggiore integrazione con altri strumenti.
• Programma Agrisolare – Sostiene l’agrivoltaico con contributi fino al 70%,
• Ecobonus Imprese – Prevede una detrazione del 36%, che calerà al 30% nei due anni successivi.

Ulteriori opportunità arrivano da bandi regionali (es. Regione Lazio con 40 milioni di euro) e dal PNRR, che destina 320 milioni per impianti fotovoltaici e minieolici.

Costi e investimenti iniziali per l’energia solare

L’investimento iniziale per un impianto fotovoltaico in Italia varia significativamente in base a diversi fattori, tra cui la dimensione dell’impianto (kWp), la qualità dei componenti (pannelli, inverter, batterie) e i costi di installazione.

Nel mese di aprile 2025, in Europa si è registrato un aumento dei prezzi dei moduli fotovoltaici ad alta efficienza. I pannelli più economici e a bassa potenza, appartenenti alla fascia cosiddetta “mainstream”, risultano quasi completamente esauriti, mentre i moduli destinati ai grandi impianti su tetto o ai progetti a terra – anch’essi appartenenti a questa categoria – sono disponibili soltanto su ordinazione.

Di seguito i trend prezzi mercato all’ingrosso in Europa ad aprile 2025:

• Moduli fotovoltaici ad alta efficienza: il costo è pari acirca 0,135 euro per watt di picco (€/Wp), in aumento del 3,8% sul prezzo di marzo 2025.
• Moduli fotovoltaici completamente neri: il costo è pari a circa 0,145 €/Wp, in aumento del 3,6%.
• Pannelli fotovoltaici mainstream: il loro costo è pari a circa 0,115 €/Wp
• Moduli fotovoltaici a basso costo: il costo è pari a circa 0,065 €/Wp, in calo del 7,1% rispetto a marzo 2025.

È doveroso evidenziare che l’aumento dei prezzi dei pannelli solari è dovuto a una combinazione di minor offerta e maggiore domanda, in particolare in Cina. Senza dimenticare le nuove tensioni commerciali internazionali che stanno modificando gli equilibri e, a causa dei dazi statunitensi, i produttori asiatici potrebbero deviare le forniture verso l’Europa. Ciò potrebbe causare un eccesso di offerta nel mercato europeo, scatenando una guerra dei prezzi e ulteriori ribassi, mettendo a rischio con i pannelli fotovoltaici cinesi l’industria solare europea.

Pertanto, l’industria solare europea, in mancanza di misure protezionistiche, rischia il collasso. Ma anche i produttori cinesi sono in difficoltà, con alcuni big che hanno registrato forti perdite nel primo trimestre 2025, con risultati negativi tra 1,3 e 1,6 miliardi di yuan ciascuno.

In Italia un impianto fotovoltaico “chiavi in mano” (i.e. comprensivo di tutti i costi: materiali, installazione, pratiche burocratiche e allacciamento alla rete) può costare:

• Grandi centrali (10-50 MW) – 0,50-0,75 €/W (costo inferiore dovuto alle economie di scala)
• Piccole installazioni domestiche – 1,25-1,70 €/W (costo maggiore dovuto alle complessità installazioni dovute alla conformazione dei tetti)

Fonte immagine: National Survey Report of PV Power Applications in Italy

Nonostante il costo iniziale, l’investimento in un impianto fotovoltaico può portare a significativi risparmi sulla bolletta elettrica e, grazie agli incentivi, può essere ammortizzato in un periodo di tempo variabile (solitamente 5-10 anni). L’autoconsumo e la potenziale vendita dell’energia in eccesso alla rete (tramite il meccanismo dello Scambio sul Posto) contribuiscono ulteriormente al ritorno economico.

È consigliabile richiedere preventivi dettagliati a diverse aziende installatrici per avere un quadro preciso dei costi nel proprio caso specifico e valutare le diverse opzioni e tecnologie disponibili.