Grandi quantità di fotovoltaico verticale possono ridisegnare il mercato energetico europeo

Un gruppo di scienziati guidati dal Centro comune di ricerca (JCR) della Commissione europea ha analizzato l’impatto della diffusione di un maggior numero di impianti fotovoltaici verticali nei mercati energetici europei e ha individuato i potenziali vantaggi che questo scenario potrebbe offrire. Tra questi, la riduzione dei prezzi dell’elettricità, dei costi di sistema e l’aumento dello scambio di energia tra Paesi vicini.

Agosto 13, 2024 Emiliano Bellini

Effetti dell'integrazione del fotovoltaico bifacciale verticale sul mix di energia elettrica in vari Paesi dell'UE

Immagine: Joint Research Centre, nature communication, Common License CC BY 4.0

Un team di ricerca internazionale ha analizzato l’impatto della diffusione dell’agrivoltaico verticale bifacciale su uno scenario dirompente su larga scala nel mercato europeo dell’energia e ha scoperto che i pannelli fotovoltaici verticali orientati in direzione est-ovest potrebbero svolgere un ruolo significativo nel raggiungimento di un sistema energetico continentale più equilibrato e più integrato entro il 2040.

Gli scienziati hanno scoperto, in particolare, che la prospettiva di una maggiore penetrazione degli impianti fotovoltaici verticali, soprattutto di dimensioni commerciali e industriali, può implicare diversi miglioramenti importanti, come l’aumento delle quote e del valore dell’energia solare, la riduzione dei prezzi dell’elettricità di base e il miglioramento dello scambio di energia tra Paesi vicini.

Il gruppo ha spiegato che il fotovoltaico verticale orientato a est-ovest estende il tempo di generazione di un campo solare all’alba e al tramonto, periodi in cui è più prezioso per i consumatori. “Questo tipo di configurazione produce in genere il 30% nelle 3 ore di mezzogiorno, a differenza del fotovoltaico orientato a sud che produce quasi il 70% della sua produzione a mezzogiorno”, ha sottolineato. “Favorire i sistemi bifacciali verticali riduce i picchi di produzione fotovoltaica e garantisce un profilo di produzione che copre un numero maggiore di ore, il che aiuta la produzione basata sul solare a mantenere un valore di mercato più elevato”.

L’analisi è basata sull’European Power Market Model (EPMM), un modello di equilibrio settoriale multi-mercato che simula i mercati all’ingrosso dell’elettricità in Europa e analizza l’impatto delle politiche sui mercati europei. Il modello copre i 27 Paesi aderenti alla Rete europea dei gestori dei sistemi di trasmissione dell’energia elettrica (Entso-E).

La modellazione ha preso in considerazione la minimizzazione dei costi della domanda di elettricità, i costi di avvio e di arresto, i costi di produzione e la riduzione delle energie rinnovabili. La modellazione ha riguardato sia la generazione convenzionale e rinnovabile, sia l’accumulo di energia. “L’obiettivo primario del modello è quello di soddisfare le esigenze di consumo di energia elettrica al costo più basso del sistema, considerando le caratteristiche delle centrali elettriche disponibili e le capacità di trasmissione transfrontaliere del sistema elettrico europeo”, ha dichiarato il gruppo.

Nei cinque scenari di sensibilità proposti analizzati dal modello, si prevede che il solare fotovoltaico raggiunga una capacità compresa tra 649 GW e 1.178 GW, rispetto ai circa 240 GW attuali. Nello scenario di base, tuttavia, non sono stati ipotizzati investimenti nel fotovoltaico verticale bifacciale, mentre nello scenario migliore si prevede che il fotovoltaico verticale raggiunga una quota notevole del 50%.

“I risultati del modello mostrano chiaramente un aumento della generazione solare del 2% e del 3,6% rispettivamente nel 2030 e nel 2040”, spiegano i ricercatori. “Questo aumento supera il 5,3% nello scenario ad alto tasso di fotovoltaico, mostrando chiaramente il potenziale del sistema verticale. In particolare, un aumento sostanziale dell’elettricità immessa nella rete è evidente con un maggiore utilizzo del fotovoltaico verticale, che sostituisce principalmente la generazione di gas e nucleare”.

L’analisi ha anche dimostrato che un maggiore utilizzo del fotovoltaico verticale può portare a prezzi dell’energia sostanzialmente più bassi, in parte grazie ai minori costi di sistema, alla riduzione delle interruzioni di produzione e alla sostituzione di costosi impianti di produzione di energia convenzionali.

“Nel lungo periodo, il sistema energetico europeo diventa più sostenibile sia dal punto di vista economico che ambientale”, concludono gli scienziati. “Il sistema futuro è caratterizzato da minori emissioni di CO2 e da una minore dipendenza dalle importazioni di combustibili fossili, e sarà più sostenibile anche in termini economici, grazie alla riduzione dei costi totali del sistema e dei prezzi all’ingrosso dell’elettricità”.

I loro risultati sono disponibili nello studio “Impacts of large-scale deployment of vertical bifacial photovoltaics on European electricity market dynamics“, recentemente pubblicato su Nature Communications. Il gruppo di ricerca comprendeva accademici del Centro regionale ungherese per la ricerca sulle politiche energetiche, dell’Università della California – Berkeley, del Centro comune di ricerca (JCR) della Commissione europea, della società di consulenza greca Elpedison SA e del fornitore di software European Dynamics Luxembourg SA.

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