I pannelli solari fotovoltaici sono considerati uno degli strumenti chiave della transizione energetica. Producono elettricità senza emissioni dirette di gas serra e rappresentano una tecnologia fondamentale per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili. Ma il loro impatto sulle città non riguarda soltanto l’energia, può influenzare anche il microclima urbano.

Un nuovo studio coordinato dal CNR mostra, infatti, che i pannelli fotovoltaici possono contribuire a raffreddare o, in alcuni casi, a riscaldare l’ambiente urbano a seconda della superficie su cui vengono installati. La ricerca, condotta dall’Istituto per la Bioeconomia del Cnr e pubblicata sulla rivista Sustainable Cities and Society, offre nuovi elementi per ripensare la pianificazione delle città in un clima sempre più caldo.

Il fenomeno delle “isole di calore urbane” è ormai ben noto. Asfalto, cemento, superfici metalliche e tetti scuri assorbono grandi quantità di radiazione solare durante il giorno e rilasciano lentamente il calore accumulato, facendo aumentare le temperature nelle aree urbane rispetto alle zone rurali circostanti.

Con l’aumento delle ondate di calore legate al cambiamento climatico, questo effetto rappresenta un problema crescente per la salute pubblica, il consumo energetico e la qualità della vita nelle città. Per capire meglio come diversi materiali contribuiscano al riscaldamento urbano, i ricercatori hanno analizzato la città di Lucca e le aree rurali circostanti utilizzando dati raccolti durante un volo scientifico effettuato dalla Regione Toscana con sensori iperspettrali e nell’infrarosso termico ad alta risoluzione.

Lo studio ha preso in esame due parametri fondamentali: l’albedo e il calore emesso dalle superfici. L’albedo indica la quantità di radiazione solare riflessa da una superficie. Materiali chiari, come alcune coperture riflettenti, tendono ad avere un albedo elevato e, quindi, riflettono più energia verso l’esterno. Superfici scure, come l’asfalto o i tetti bituminosi, assorbono, invece, molta più radiazione e si scaldano maggiormente.

Grazie ai sensori utilizzati nel monitoraggio aereo, i ricercatori hanno potuto stimare quanta energia venisse assorbita o riflessa da tetti, strade, vegetazione, acqua e pannelli fotovoltaici, ricostruendo così il comportamento termico dell’ambiente urbano.

I risultati mostrano che i pannelli fotovoltaici non hanno un effetto uniforme sul microclima. Quando vengono installati sopra superfici molto calde e scure, come parcheggi asfaltati o tetti metallici, i pannelli possono contribuire a ridurre la temperatura superficiale fino a 5-10 gradi Celsius durante le giornate estive. In pratica, intercettano parte della radiazione solare che altrimenti verrebbe completamente assorbita dalle superfici sottostanti.

In questi casi, il fotovoltaico produce un doppio beneficio: genera energia rinnovabile e aiuta a mitigare il calore urbano. La situazione cambia, però, quando i pannelli vengono collocati su superfici naturali già relativamente fresche, come aree vegetate o specchi d’acqua. Qui l’installazione può provocare un aumento locale della temperatura superficiale fino a 17 gradi Celsius.

Vegetazione e acqua, infatti, hanno naturalmente una maggiore capacità di raffreddamento grazie all’evapotraspirazione e all’elevata inerzia termica. Coprirle con pannelli altera questo equilibrio.

Secondo Beniamino Gioli, coordinatore dello studio, questi risultati indicano chiaramente che le politiche urbane dovrebbero privilegiare l’installazione dei pannelli fotovoltaici su superfici già critiche dal punto di vista termico, come asfalto e coperture scure, evitando, invece, aree naturali o superfici ad alto albedo.

Il punto centrale è che un pannello fotovoltaico produce energia in modo quasi indipendente dal luogo in cui viene montato, ma il suo effetto sul clima locale cambia profondamente in base al contesto. Per questo motivo, spiegano i ricercatori, il telerilevamento ad alta risoluzione potrebbe diventare uno strumento sempre più importante nella pianificazione urbana del futuro, aiutando amministrazioni e progettisti a individuare le soluzioni più efficaci per ridurre il surriscaldamento delle città.

Lo studio arriva in un momento cruciale per la crescita del fotovoltaico in Italia. Secondo i dati citati nella ricerca, nel 2025 il nostro Paese ha raggiunto 43,5 gigawatt di potenza fotovoltaica installata e una produzione di 44,3 terawattora di energia. Gli obiettivi fissati dal Piano Nazionale Integrato Energia e Clima (PNIEC) prevedono però un’ulteriore accelerazione: entro il 2030 l’Italia punta a raggiungere circa 79 gigawatt di potenza fotovoltaica installata e a coprire il 63% della domanda elettrica nazionale attraverso fonti rinnovabili.

Per arrivare a questi risultati sarà inevitabile espandere la presenza dei pannelli anche nelle aree urbane e periurbane. Ma la ricerca del Cnr suggerisce che questa crescita dovrà essere accompagnata da una progettazione attenta degli spazi cittadini. Nel bilancio complessivo, l’energia prodotta dai pannelli fotovoltaici contribuisce a ridurre le emissioni di gas serra e quindi ad attenuare il riscaldamento globale. Tuttavia, a livello locale, l’effetto sul microclima può essere positivo o negativo a seconda delle superfici coinvolte.

È proprio questa la sfida che emerge dallo studio: trasformare il fotovoltaico in una soluzione “win-win”, capace cioè di produrre energia pulita e, contemporaneamente, migliorare il comfort termico urbano. In un mondo sempre più caldo e urbanizzato, comprendere come materiali, infrastrutture e tecnologie interagiscono con il clima locale potrebbe fare la differenza tra città sempre più invivibili e città progettate per adattarsi al cambiamento climatico.