Energia solare: dall’effetto fotovoltaico alle comunità energetiche

03 aprile 2025

grafica con pannelli solari


Non serve consultare le stelle per conoscere questa energia: basta alzare lo sguardo al sole per fare chiarezza. Iniziamo un viaggio che parte dal singolo raggio di sole e arriva all’energia autoprodotta e condivisa, alla scoperta di una tecnologia che unisce le persone e promuove la transizione energetica.

Un secolo di luce: la lunga strada verso le celle fotovoltaiche

La storia dell'energia solare e quella dell’elettricità si intrecciano tra XVIII e XIX secolo. Mentre scienziati come Faraday e Volta svelavano i segreti dell'elettricità e dell’elettromagnetismo, il fisico francese Antoine Cesar Becquerel, nel 1839, osservò un fenomeno straordinario: alcuni materiali, esposti alla luce solare, generavano una debole corrente elettrica. Senza quasi rendersene conto, aveva scoperto l'effetto fotoelettrico, come sarebbe stato definito qualche anno più tardi dal professore italiano Antonio Pacinotti che, insieme all’allievo Augusto Righi, spalancò la porta agli studi condotti a inizio secolo da Albert Einstein. Bisognerà attendere la metà del Novecento, con lo sviluppo dei semiconduttori e dei transistor, perché l'energia solare inizi a trasformarsi da curiosità scientifica a concreta fonte di energia. Era il 1953 quando, dai laboratori Bell, uscì la prima cella fotovoltaica.

L’impianto fotovoltaico: come funziona

Che si trovi in un grande parco fotovoltaico o sul tetto di un'abitazione, un impianto fotovoltaico si basa su una tecnologia complessa grazie alla quale l'energia solare viene convertita in energia elettrica immediatamente utilizzabile. Il processo prende avvio dai pannelli solari, ciascuno dei quali è costituito da numerose celle fotovoltaiche collegate tra loro. Quando queste ultime vengono colpite dalla luce solare, si innesca l'effetto fotovoltaico che genera corrente elettrica continua. Successivamente, questa corrente viene trasferita all'inverter, un dispositivo elettronico in grado di convertirla in corrente alternata, compatibile con la rete elettrica domestica o industriale. L'energia prodotta può essere consumata contestualmente alla produzione, immessa nella rete elettrica o accumulata in batterie per un utilizzo successivo, ad esempio durante le ore notturne. Per tenere traccia di questo flusso di energia, un contatore bidirezionale misura l’energia prodotta dall’impianto, quella consumata e quella eventualmente immessa in rete. Un sistema di monitoraggio, infine, permette di controllare costantemente la produzione dell'impianto e il suo stato di funzionamento.

Dal podcast solare: ”I tre elementi fondamentali per catturare l’energia sono celle fotovoltaiche, inverter e batterie per lo stoccaggio”

Scopri di più nel podcast Riflettere sulla luce.

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Dal sole all’interruttore, il viaggio dell’energia solare

Timeline dal sole all'interruttore: il viaggio dell'energia solare

I pannelli solari

I pannelli solari non sono tutti uguali: a fare la differenza sono il materiale semiconduttore utilizzato e la tecnologia di base, fattori che determinano costi e rendimenti diversi. La quasi totalità di quelli in uso sfrutta le proprietà del silicio, sia esso monocristallino o policristallino. Nel panorama attuale del fotovoltaico, il silicio monocristallino n-type si distingue per il rapporto vantaggioso tra efficienza di conversione e minori fenomeni di degradazione nel tempo, risultando una delle tecnologie più performanti disponibili. Nel futuro dei semiconduttori, invece, si profila un materiale dal nome difficile da ricordare, la perovskite, che promette però prestazioni elevate. La ricerca si sta concentrando sulla durata e sulla stabilità nel tempo, elementi cruciali per rendere questa tecnologia matura per una diffusione su larga scala.

L'energia prodotta può essere consumata contestualmente alla produzione, immessa nella rete elettrica nazionale o accumulata in batterie per un utilizzo successivo.

Fotovoltaico al plurale

Parchi solari, parchi fotovoltaici, centrali elettriche solari o solar farm. Nomi diversi per indicare la stessa cosa: impianti utility scale che producono energia elettrica al fine di immetterla in rete. Si estendono su vaste aree, spesso situate in zone rurali o industriali con elevato irraggiamento.

Un parco fotovoltaico è frutto di un’attenta progettazione che tiene conto non soltanto del potenziale irraggiamento, ma anche del territorio e dell’integrazione con le attività normalmente svolte. È costituito da migliaia di pannelli solari collegati tra loro a inverter centralizzati di elevata potenza, e i pannelli possono essere fissi oppure dotati di tracker, che ne consentono la rotazione in base all’irraggiamento solare. L'energia prodotta viene immessa nella rete elettrica nazionale attraverso cabine di trasformazione che ne elevano la tensione in modo da velocizzarne la distribuzione.

Un parco fotovoltaico nasce da una progettazione che considera non solo i fattori produttivi, ma anche il territorio e l'integrazione con le attività locali

Fotovoltaico e territorio: integrazione agricola e riqualificazione industriale

Agricoltura e solare: binomio vincente

Agrivoltaico è il termine usato per descrivere l’installazione di parchi solari su terreni coltivati in modo che le due attività possano integrarsi. I pannelli vengono montati in alto così da essere meno invasivi oppure possono essere sfruttati per creare zone d’ombra utili ad alcune colture. Possono anche essere dotati di sensori per monitorare le condizioni del suolo e delle piante, ottimizzando l'irrigazione e la fertilizzazione. A Villarino De Los Aires, nella provincia di Salamanca, Plenitude ha avviato la costruzione di un impianto fotovoltaico, con una capacità installata futura di 220 MW, che, con una superficie di circa 286 ettari, sarà tra i principali della regione di Castilla y León.

Il fotovoltaico per valorizzare le aree dismesse

I parchi fotovoltaici possono essere impiegati anche per valorizzare un’area industriale dismessa che, in questo modo, torna ad essere una risorsa per l’economia locale. Plenitude è intervenuta nella bonifica di un’area industriale di 11 ettari a Ravenna Ponticelle, proprietà di Eni. Qui sono stati collocati oltre 10mila pannelli solari con una capacità complessiva di 6 MW. I pannelli, di tipo bifacciale in silicio monocristallino, utilizzano anche il retro per la produzione di energia e sono montati su strutture speciali ad inseguimento solare fissate su zavorre appoggiate su un capping impermeabile, realizzato nell’ambito degli interventi di messa in sicurezza permanente previsti dal Piano Operativo di Bonifica dell’area industriale.

Fotovoltaico e autoconsumo

Accanto alla fotovoltaica utility scale, destinato a produrre energia per l’immissione in rete, esiste un modello di impianti in forte ascesa basato sull’autoconsumo dell’energia. Si tratta di impianti più piccoli, utilizzati per soddisfare parte del fabbisogno di strutture produttive oppure, e questo è il caso più frequente, le esigenze domestiche. Come indicano le statistiche del GSE, la grande maggioranza degli impianti installati in Italia ha una potenza minore di 20 kW. Questi impianti sono per lo più destinati all’autoconsumo di energia nell’ambito di un impiego domestico: si possono facilmente scorgere sui tetti delle abitazioni o nelle immediate pertinenze e sono dimensionati in base al fabbisogno energetico dell’utente. Agli impianti possono essere abbinati sistemi di gestione intelligente dell'energia che ottimizzano i consumi in base alla produzione. Inoltre, l'ulteriore integrazione di un sistema di storage (batterie) consente di immagazzinare l'energia prodotta durante il giorno e non impiegata, per poi utilizzarla nelle ore serali o, in generale, quando l'impianto non produce. In questo modo è possibile aumentare ulteriormente la quota di autoconsumo (leggi qui il nostro approfondimento).

Prosumer: L'autoconsumo, ovvero l'utilizzo diretto dell'energia prodotta dall'impianto, dà vita a una nuova figura di consumatore, il prosumer (producer + consumer).
Qui ne abbiamo tracciato l'identikit

La comunità energetica

Le comunità energetiche rappresentano un modello innovativo di produzione e consumo dell’energia, basato sulla collaborazione e la condivisione delle risorse. Dal punto di vista tecnico, possono essere descritte come una rete virtuale tra più unità produttive e di consumo, alla quale possono partecipare soggetti pubblici e privati, ricevendone tutti beneficio. Chi ha un proprio impianto non solo può produrre l’energia per consumarla direttamente, ma anche condividere quella non autoconsumata con gli altri membri della comunità e ricevere per questo un incentivo economico. Il suo significato, però, va oltre quello puramente tecnico e amministrativo: la comunità energetica, nelle sue diverse forme, fa riferimento a un complesso valoriale più ampio dove termini come condivisione, educazione, cambiamento assumono un significato peculiare.

Guarda il video

Matilde Scandroglio, Head of Energy Services Development & Go to Market, e Roberto Gatti, Head of Energy Technologies and Solutions di Plenitude spiegano cos’è e come funziona una comunità energetica.

Il futuro dell'energia solare

L’elettrificazione dei consumi caratterizza la transizione energetica in atto. Questo processo richiede un mix di energie differenti, tra cui il fotovoltaico assume un ruolo sempre crescente. Scalabilità e possibilità di essere impiegato tanto in taglia utility scale quanto residenziale lo rendono una delle tecnologie più versatili. La sua diffusione inoltre è favorita dal ruolo proattivo che assume l’utente nei confronti di produzione e consumo. La crescente digitalizzazione dell'energia, con l'utilizzo di sensori, software e piattaforme digitali, permette infatti di monitorare e controllare direttamente la produzione di energia e il suo utilizzo. Questa maggiore consapevolezza favorisce l’efficientamento energetico e l'autoconsumo. In questo contesto, l’applicazione dell’IA apre nuovi orizzonti, con lo sviluppo di servizi e tecnologie che possono abilitare modalità di consumo ancor più efficienti, ottimizzando la distribuzione dei carichi e la gestione della domanda. Si pensi, ad esempio, a sistemi di accumulo intelligenti che, grazie ad algoritmi predittivi, imparano dalle abitudini di consumo e dalle condizioni meteorologiche, accumulando energia nei momenti più opportuni e cedendola quando la richiesta è maggiore. L'IA potrà inoltre contribuire a rendere le reti elettriche ancora più smart, efficienti e automatizzate, favorendo l'integrazione tra diverse fonti energetiche e lo scambio di energia tra prosumer, con la creazione di comunità energetiche virtuali sempre più ampie e complesse. Il futuro dell'energia solare, quindi, si delinea come un ecosistema energetico profondamente interconnesso e digitalizzato, dove la produzione, la distribuzione e il consumo saranno sempre più integrati e gestiti in maniera intelligente, grazie a una rete capillare di dispositivi e algoritmi in costante dialogo tra loro.

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