La sfida della transizione energetica si gioca oggi sulla capacità del fotovoltaico di evolvere, integrandosi in modo armonico ed efficiente con le infrastrutture, l’architettura, le coltivazioni e la rete elettrica. Dai laboratori universitari ai grandi tavoli internazionali di ricerca, le nuove tecnologie solari stanno ridisegnando il rapporto tra produzione d’energia e territorio. In questa intervista Cristina Cornaro, Direttrice ESTER Lab dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata e docente di Fisica Tecnica Ambientale presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Impresa “Mario Lucertini”, ci guida alla scoperta delle frontiere più avanzate del settore: la scommessa sui materiali ibridi come le celle tandem perovskite-silicio, il ruolo strategico dell’agrifotovoltaico e del Bulding Integrated Photovoltaics (BIPV) e la rivoluzione digitale guidata dal machine learning per previsioni meteo-solari sempre più accurate.
Le nuove frontiere del solare: tra agrifotovoltaico e algoritmi predittivi
Dai nuovi materiali all’integrazione del fotovoltaico con il paesaggio, un viaggio al centro dell’innovazione, dove la ricerca scientifica incontra le esigenze dell’industria. Parla la professoressa Cristina Cornaro, dell’Università degli Studi di Roma Tor Vergata.
Nel suo percorso accademico vanta collaborazioni strategiche con grandi player in ambito energetico. Qual è oggi lo stato dell’arte della ricerca sulle tecnologie solari di nuova generazione e in che modo il trasferimento tecnologico università-impresa può accelerare gli obiettivi della transizione energetica?
«Attualmente la tecnologia fotovoltaica, in particolare quella basata sul silicio, ha raggiunto una piena maturità di mercato, offrendo soluzioni ormai consolidate. La ricerca, tuttavia, prosegue con determinazione nel testare e valutare nuove soluzioni in grado di affiancare o potenziare le tecnologie esistenti.
In questo contesto, la mia esperienza all’interno del CHOSE - Center for Hybrid and Organic Solar Energy della Regione Lazio presso l’Università degli Studi di Roma di Tor Vergata mi ha permesso di lavorare direttamente con queste innovazioni. Nello specifico, dirigo il laboratorio ESTER (Energia Solare TEst e Ricerca), nato nel 2008 grazie a un importante finanziamento regionale, una struttura outdoor fondamentale per testare le prestazioni e la durabilità dei nuovi dispositivi in condizioni reali di funzionamento. Tra i materiali più promettenti emerge oggi la perovskite, specie se accoppiata al silicio nelle cosiddette celle tandem. Questa combinazione offre un netto miglioramento dell’efficienza energetica, sebbene la ricerca sia oggi fortemente concentrata sul superamento delle criticità legate alla durabilità dei materiali organici-ibridi, che tendono a deteriorarsi più facilmente a contatto con gli agenti atmosferici.
Il passaggio dal laboratorio all’industria è una missione primaria del CHOSE: lavoriamo per trasferire i risultati scientifici sul mercato, curando il passaggio di scala dalla singola cella fino al modulo pronto per la produzione industriale. Più che un semplice trasferimento tecnologico, questo processo va inteso come una vera e propria co-progettazione, in cui gli aspetti industriali vengono integrati fin dalle prime fasi della ricerca».
L’integrazione delle rinnovabili non è più solo una questione di spazio installato, ma anche di convivenza e sinergia con il territorio e le infrastrutture. Come si stanno evolvendo il BIPV e l’agrifotovoltaico sul piano tecnologico e quali opportunità offrono per superare i limiti di consumo del suolo in Italia?
«Poiché il fotovoltaico tradizionale è ormai una tecnologia matura, la priorità nell’installazione degli impianti è diventata l’ottimizzazione e la riduzione del consumo di suolo. La frontiera attuale risiede nella creazione di sinergie solari, ovvero nell’integrare gli impianti fotovoltaici con l’ambiente circostante – sia esso naturale o costruito – creando un mutuo beneficio per l’ecosistema e per l’impianto stesso.
È un tema che ho approfondito anche di recente come keynote speaker alla conferenza SEEP (Sustainable Energy & Environmental Protection) 2026 all’Università degli Studi di Roma di Tor Vergata, sottolineando come queste integrazioni siano la chiave per il futuro della transizione energetica. Oltre a soluzioni emergenti come il floating PV, ovvero impianti fotovoltaici galleggianti su bacini idrici e bacini idroelettrici, le due direttrici principali rimangono il Building Integrated Photovoltaics e l’agrifotovoltaico.
Nel primo caso, il pannello solare non è un mero elemento sovrapposto, ma diventa parte integrante della struttura edilizia. Questo richiede una progettazione mirata, con dispositivi spesso custom-made che impattano sui costi di realizzazione, ma che permettono anche un’integrazione estetica ed architettonica di altissimo livello.
Nel caso dell’agrifotovoltaico, si tratta invece di una sinergia più recente che richiede un forte approccio interdisciplinare, coniugando la produzione energetica con quella agricola. Nel progetto europeo “REGACE”, ad esempio, ci siamo concentrati sull’integrazione del fotovoltaico all’interno delle serre agricole. Gli studi dimostrano come l’ombreggiamento di questi moduli possa ridurre l’evapotraspirazione e il consumo idrico delle colture, e per alcune tipologie di colture incrementi la produzione agricola.
Che si tratti di strutture verticali, sopraelevate, a inseguimento monoassiale o integrate in serre, ogni progetto agrifotovoltaico o architettonico richiede una valutazione specifica e su misura, poiché la complessità dei contesti rende difficile una standardizzazione».
Lei è in prima linea anche sulle tematiche relative alle risorse solari per applicazioni ad ampia diffusione e sulla previsione energetica solare. Quali sono gli aspetti più significativi emersi della sua esperienza in ambito internazionale?
«L’attività internazionale, maturata sia in progetti europei sia attraverso il mio ruolo di esperta all’interno della IEA - International Energy Agency dal 2018, offre l’opportunità di confrontarsi con ricercatori di tutto il mondo. All’interno del Task 16 della IEA – dedicato all’uso della risorsa solare su larga scala – coordinerò per il triennio 2026-2028 una attività focalizzata sui dati e sulle risorse solari per l’integrazione BIPV, agrifotovoltaico e floating PV.
Nel medesimo Task lavoriamo, inoltre, in stretta collaborazione con il gruppo della New York State University at Albany, USA, guidato dal professor Richard Perez, sul tema della integrazione del fotovoltaico nella rete elettrica secondo l’approccio “Firm PV generation”. In questo contesto abbiamo costruito a ESTER Lab il prototipo INFINITY per testare questo approccio in modo operativo».
In che modo la digitalizzazione applicata alla modellazione dei dati meteo-solari sta cambiando la capacità di prevedere e gestire la produzione rinnovabile?
«Fornire previsioni accurate della produzione solare, almeno nelle 24 ore successive, è un requisito imprescindibile per consentire ai gestori di rete e ai produttori di bilanciare correttamente i flussi energetici.
Oggi la digitalizzazione permette di accedere a un’immensa quantità di dati sia a terra, con stazioni meteorologiche e dati di produzione, sia da satellite. Il vero salto di qualità risiede nella capacità di mettere a sistema questa mole informativa. In particolare, l’introduzione degli algoritmi di machine learning, su cui lavoriamo dal 2012, permette di affinare e “ibridizzare” i modelli fisici di previsione dell’evoluzione dell’atmosfera. Integrando i dati empirici e gli algoritmi avanzati di intelligenza artificiale con i modelli fisici, riusciamo a correggere i margini di errore e a garantire stime di produzione molto più affidabili».