I ricercatori dell'EPFL stanno valutando il potenziale dell'energia solare in Svizzera. I loro risultati mostrano che i pannelli fotovoltaici potrebbero essere installati su più della metà dei 9,6 milioni di tetti del paese. La potenza risultante soddisferebbe oltre il 40 percento della domanda di elettricità svizzera.

L'installazione diffusa di pannelli fotovoltaici sui tetti degli edifici potrebbe svolgere un ruolo importante nella transizione della Svizzera verso un sistema energetico a basse emissioni di carbonio. Fino ad ora, però, non è stato possibile stimare con precisione il potenziale fotovoltaico complessivo (FV) dei tetti svizzeri a causa della mancanza di dati sugli edifici e sui loro ambienti, insieme ad ampi margini di errore derivanti dai metodi di calcolo esistenti. Per colmare quella lacuna, i ricercatori del Solar Energy and Building Physics Laboratory (LESO-PB) dell'EPFL hanno sviluppato una metodologia che combina algoritmi di apprendimento automatico con sistemi di informazione geografica e modelli fisici per stimare il potenziale fotovoltaico. E, per la prima volta, hanno stimato i profili orari del potenziale fotovoltaico. I loro risultati sono stati pubblicati su Applied Energy.

Tutti i tetti hanno la loro particolarità

"Non stiamo solo guardando la radiazione solare, ma anche allo spazio disponibile sui tetti. Alcuni tetti hanno una forma insolita o contengono sovrastrutture come camini che impediscono l'installazione di pannelli fotovoltaici, "dice Alina Walch, che ha guidato la seconda fase dello studio. Il loro algoritmo tiene conto di parametri come la dimensione del tetto, il suo orientamento e se l'edificio si trova in un centro città o in una posizione più isolata. I risultati mostrano che i pannelli solari fotovoltaici potrebbero essere installati sul 55 percento della superficie totale dei tetti della Svizzera. Anche se i pannelli fossero installati solo su tetti prevalentemente esposti a sud, questo potrebbe coprire oltre il 40 percento della domanda di elettricità della Svizzera.

Uno studio iniziale, utilizzando tecniche di intelligenza artificiale, era già stato svolto in una precedente tesi da Dan Assouline di LESO-PB. Si basava su dati raccolti a Ginevra e poi estesi a tutta la Svizzera. "Quello studio ha esplorato, per la prima volta, l'uso dell'intelligenza artificiale per quantificare il potenziale per l'installazione su larga scala di pannelli fotovoltaici sui tetti degli edifici, " dice Jean-Louis Scartezzini, il capo della LESO-PB. "Utilizzando nuovi dati ad alta risoluzione, ora abbiamo migliorato il metodo di stima e aumentato la risoluzione spazio-temporale dei risultati. Questo ci consentirà di modellare i futuri sistemi energetici che sono al 100% rinnovabili".

Utilizzando il sistema informativo geografico nazionale "SIG-Énergie", l'Ufficio federale dell'energia ha creato un modello molto accurato degli edifici della Svizzera. Utilizzando l'apprendimento automatico, sono state effettuate stime della superficie totale del tetto che potrebbe essere coperta da pannelli solari, a seconda della loro forma e sfumatura. Le stime sono state rese ancora più accurate applicando regole di installazione pratiche del mondo reale, con conseguente potenziale FV di 24 terawattora (TWh), dieci volte la capacità degli impianti esistenti. Il margine di errore di quella cifra è di 9 TWh, a causa della variabilità della radiazione solare e della metodologia utilizzata.

Ma Walch non si è fermata qui:il suo studio include anche la prima stima ora per ora del potenziale fotovoltaico. Ciò consente di misurare la produzione di energia rispetto al consumo. "Abbiamo un surplus di energia in estate e una carenza in inverno, e nessuna energia di notte, " osserva. "Per affrontare questo squilibrio, dobbiamo prendere in considerazione altre forme di energia rinnovabile per sopperire alle carenze e consentire l'immagazzinamento dell'energia. L'energia idroelettrica è un modo attraente di immagazzinare energia, ma il contenuto delle dighe di stoccaggio varia con le stagioni. Energia eolica, utilizzato su larga scala, potrebbe colmare le lacune».

I risultati ottenuti all'EPFL potrebbero essere utilizzati per proporre politiche efficaci per l'installazione di pannelli fotovoltaici sui tetti. LESO-PB, il Fondo nazionale svizzero per la scienza, Innosuisse e l'Ufficio federale dell'energia sono in trattativa per sviluppare una piattaforma che consentirà alle città, cantoni e comuni, ma anche privati, per visualizzare il potenziale di energia rinnovabile dei loro edifici.

Al momento, La Svizzera ha sfruttato solo un decimo del suo potenziale FV, il che significa che resta da sbloccare un altro 90 percento.