Analisi tecnica ed economica di un impianto agrivoltaico in Sicilia

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1. Introduzione 
 
1.1 Contesto 
La Terra è un sistema termodinamico che sfrutta l’energia solare come input primario per 
alimentare processi termici, meccanici e chimici. Circa un terzo della radiazione solare 
incidente sulla Terra viene riflessa nell’atmosfera sotto forma di radiazione infrarossa, 
mentre i restanti due terzi vengono assorbiti dalla superficie terrestre, inclusi gli oceani e il 
suolo. Tuttavia, alcuni gas naturalmente presenti nell’atmosfera, noti come gas ad effetto 
serra, come l’ozono (O3), il vapore acqueo (H2O), il metano (CH4) e l’anidride carbonica (CO2), 
agiscono da “freno” termico. Questi gas catturano parte della radiazione termica emessa 
dalla Terra e la riemettono verso il basso, impedendo che l’energia termica sfugga 
direttamente nello spazio (WWF, 2023). Questo fenomeno è conosciuto come effetto serra, 
un processo spontaneo che funge da regolatore climatico e permette al nostro pianeta di 
mantenere una temperatura media di 15°C. È importante sottolineare che senza questo 
meccanismo, la temperatura media sulla superficie terrestre sarebbe di circa -18°C. Questa 
termoregolazione è quindi del tutto naturale e non costituisce un problema. Tuttavia, dalla 
prima rivoluzione industriale fino ad oggi, l’attività umana ha portato ad un aumento 
significativo delle concentrazioni di gas serra nell’atmosfera, principalmente a causa della 
combustione di combustibili fossili e altre attività industriali. Tra i diversi gas serra, l’anidride 
carbonica rappresenta il 77% delle emissioni totali. Negli ultimi 70 anni la concentrazione di 
CO 2 in atmosfera è aumentata di 120 parti per milione (ppm), sforando il tetto dei 420 ppm, 
valore quasi doppio rispetto alla media del periodo che va da 800.000 anni fa, fino al 1950: 
anno in cui i valori hanno iniziato a crescere in modo più pronunciato.(NOAA, 2023) 
È importante sottolineare che è più corretto riferirsi ai ‘cambiamenti climatici’ piuttosto che 
limitarsi a parlare di ‘surriscaldamento globale’. Quest’ultimo rappresenta infatti solo una 
manifestazione specifica del primo, che comprende una gamma più ampia di alterazioni a 
livello globale, oltre all’aumento delle temperature superficiali. Questi cambiamenti 
comprendono variazioni nei regimi di precipitazione, l’innalzamento del livello del mare e la 
conseguente acidificazione degli oceani, l’intensificazione e la frequenza crescente di eventi
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meteorologici estremi, periodi prolungati di siccità e impatti maggiormente pronunciati sulla 
biodiversità e sugli ecosistemi più delicati. (USGS, 2023) 
Tali variazioni climatiche rappresentano una delle sfide più urgenti del nostro tempo. La 
transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio, in grado di mitigare questa 
crescente minaccia, richiede una diffusione sempre più capillare delle fonti di energia 
rinnovabile (FER). Tra le opzioni più promettenti e indiscusse spicca l’energia solare 
fotovoltaica. 
Tra i notevoli vantaggi del fotovoltaico (FV) vi è quello di sfruttare una fonte di energia 
rinnovabile, la capacità di realizzare la generazione di energia in modo distribuito, la 
scalabilità, la versatilità dell’installazione (in copertura, sul terreno, sulle pareti, ecc.) e la 
riduzione delle emissioni durante la fase di esercizio dell’impianto (USAID, 2023). Durante il 
processo di conversione dell’energia solare, infatti, non si verificano emissioni di gas serra. 
Inoltre, per quanto riguarda la sostenibilità della tecnologia, è ormai possibile reperire 
pannelli fotovoltaici con garanzia di funzionamento per 40 anni e con capacità di riciclaggio 
che supera il 92% (Sunpower, 2021). L’utilizzo dell’energia solare tramite il FV potrebbe 
consentire di ridurre la dipendenza da combustibili fossili e di mitigare l’impatto antropico 
sui cambiamenti climatici. 
Nel mondo, secondo il rapporto dell’International Energy Agency (IEA) del 2022, l’energia 
solare fotovoltaica rappresenta il 27% della capacità di energia rinnovabile installata. Nel 
2021, la capacità fotovoltaica mondiale ha raggiunto quasi i 900 GW, registrando un 
aumento del 20% rispetto all’anno precedente. Inoltre, secondo la stessa fonte, l’energia 
prodotta da FV dovrebbe diventare
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 la principale al mondo entro il 2040, arrivando a coprire 
da sola il 50% della capacità totale installata di FER (IEA, 2022). 
In Italia, secondo il primo rapporto trimestrale del 2023 del gestore dei servizi energetici 
(GSE), la capacità fotovoltaica installata è di 26,16 GW (GSE, 2023). Dai dati provvisori di 
esercizio del sistema elettrico nazionale del 2022 forniti da TERNA emerge che il FV copre il 
28% dei consumi dei consumi elettrici da FER e l’8,7% dei consumi elettrici totali (TERNA 
S.p.A., 2022). Per accelerare la transizione verso un’economia a minori emissioni 
climalteranti, l’Italia si è impegnata attraverso il piano nazionale integrato per l’energia e il 
 
1
 Secondo le attuali policy climatiche ed energetiche
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clima (PNIEC), a produrre il 55% dell’energia elettrica da fonti rinnovabili entro il 2030 
(Ministero dello Sviluppo Economico, 2019). La stessa percentuale, ma con segno opposto, 
rappresenta anche l’obiettivo fissato dall’Unione Europea (UE) di riduzione delle emissioni di 
gas serra entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990. Obiettivo ancora più ambizioso definito dal 
Green Deal dell’UE (UE, 2020) è quello di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050 
(UE, 2020). 
In Sicilia, infine, secondo il Solar Report 2023 di Mario Pagliaro
2
, al 31 dicembre del 2022 
sono stati registrati 77.013 impianti, con una potenza complessiva di 1,74 GW, posizionando 
la regione al sesto posto nella ranking nazionale e rendendola, di fatto, la seconda nel 
Mezzogiorno dopo la Puglia sia per numero che per potenza degli impianti installati (Pagliaro 
& Palmisano, 2023). 
Tuttavia, una transizione energetica, economica e sociale, di questa portata richiede 
investimenti significativi in materia di ricerca e sviluppo (R&D), politiche di incentivazione 
fiscale, nonché il superamento degli ostacoli amministrativi e spesso culturali che si 
frappongono alla costruzione di nuovi impianti. 
Oggi il settore FV sta diventando sempre più competitivo rispetto alle fonti tradizionali. 
Secondo gli studi dell’IEA, il costo dei moduli è diminuito del 96% tra il 2000 e il 2020, 
rendendo l’energia solare una delle fonti più conveniente al mondo. Inoltre, valutando il 
levelized cost of energy (LCOE), ovvero il costo unitario per kWh, si può citare certamente il 
record raggiunto nel 2022 dalla Abu Dhabi Power Corporation, che è riuscita a raggiungere 
un valore di soli 1,35 centesimi di dollaro per kWh. Questo primato è stato raggiunto, grazie 
alle favorevoli condizioni economiche e al notevole potenziale fotovoltaico degli Emirati 
Arabi, su un impianto utility scale
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 da 1,5GW (EWEC, 2020). L’importanza di questo risultato 
emerge chiaramente quando lo si confronta col fatto che, ad esempio, una centrale nucleare 
di nuova generazione in Cina ha registrato valori doppi di LCOE (IEA, 2022). 
Nel campo della ricerca e dello sviluppo, oggi si è molto vicini al limite teorico di efficienza di 
conversione della luce solare, che nel caso del silicio monocristallino è fissato pari al 32%. Da 
diversi anni, Sunpower
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 ha lavorato per raggiungere questo obiettivo, e oggi il prodotto più 
 
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 Primo ricercatore del CNR di Palermo e uno degli autori più citati al mondo nel settore delle nanoscienze 
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 Di scala industriale 
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 Azienda americana leader nel settore, nata come spin-off dell’università di Stanford
4 
 
performante disponibile sul mercato sfiora il 23% di efficienza (Maxeon technologies, 2022). 
Sembrano altre, perciò, le strade da percorrere: nuove tecnologie che si affacciano in 
maniera sempre più competitiva sul mercato
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 e diventa sempre più importante chiedersi 
anche come integrare queste tecnologie nei contesti urbani. Da diversi anni sono ormai 
disponibili pannelli fotovoltaici colorati per mimetizzarsi con le coperture, celle integrate su 
coppi e tegole o particolari pellicole trasparenti che rendono fotosensibili anche finestre e 
vetrate, come ottenuto pochi anni fa da Glasstopower
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.  
Per quanto concerne la bancabilità di un impianto, oggi, grazie alla caduta dei prezzi, non è 
più necessario un incentivo robusto come quello che è stato implementato tra il 2007 e il 
2012 attraverso il meccanismo dei conti energia. Un buon impianto residenziale ha un costo 
che si aggira attorno ai 1.500 
€
 con tempi di payback
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 (PBT) di 6 anni. La spesa iniziale è poi 
detraibile al 50%. Nel caso di impianti industriali di grossa taglia il prezzo può scendere anche 
sotto ai 1.000 
€
 e i contributi di ammortamento e credito di imposta per le regioni 
svantaggiate consentono PBT anche dimezzati rispetto al settore residenziale (Otovo, 2022). 
Nell’ultimo triennio, grazie al meccanismo di superbonus e di cessione dei crediti, è stato 
consentito ai clienti residenziali di trasferire tutte le spese necessarie alla realizzazione 
dell’impianto rinnovabile all’azienda installatrice
8
, garantendosi di fatto un intervento quasi 
a costo zero (DECRETO-LEGGE 19 Maggio 2020, n. 34, 2020). Le criticità maggiori che si 
riscontrano con questo tipo di misure sono sempre legate alla complessità burocratica, che 
ne compromette l’accessibilità, e all’estremo clima di incertezza connesso alla durata di tali 
incentivi: il rischio è che si verifichino frequenti “start and stop” con conseguenti 
speculazioni finanziarie, prezzi inflazionati e un generale senso di sfiducia nei confronti del 
legislatore. 
Non da ultimo, rimangono ancora alcuni paletti ostativi nei confronti delle fonti rinnovabili: 
vuoti normativi, parziali sovrapposizioni nelle competenze territoriali e un costante 
atteggiamento da sindrome “not in my backyard” (NIMBY), soprattutto per le opere di 
maggiori dimensioni. In questo contesto, diventano rilevanti non solo l’efficienza e i costi 
 
5
 Sistemi a eterogiunzione, celle organiche, perovskite, ecc 
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 Startup italiana nata in seno all’università Bicocca di Milano 
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 Il tempo di rientro dell’investimento 
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 Che poi le avrebbe recuperate in compensazione negli anni successivi
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economici, ma anche la preferenza per le soluzioni che meglio dialogano con le comunità 
rurali, che non comportino un consumo eccessivo di suolo e che si inseriscano nel paesaggio 
circostante in modo più armonioso. 
In conclusione, la transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio costituisce 
una sfida globale che richiede il coinvolgimento di tutti gli stakeholder, impegnati in modo 
sinergico. L’energia solare fotovoltaica rappresenta una valida alternativa al tradizionale 
paradigma di produzione energetica da fonti fossili, soprattutto se integrata in un più ampio 
mix di FER, coadiuvato da sistemi di accumulo di energia (Battery Energy Storage Systems - 
BESS) e interconnessa alla produzione di idrogeno verde. Grazie agli sforzi congiunti di 
istituzioni, industrie e consumatori, è possibile raggiungere gli obiettivi di riduzione delle 
emissioni di gas serra e costruire un futuro sostenibile per tutti. 
 
1.2 Scopo e metodologia della ricerca  
Questo elaborato nasce con il proposito di analizzare le frontiere dell’agrivoltaico: una 
particolare soluzione impiantistica che coniuga l’esistenza del fotovoltaico e dell’agricoltura 
sullo stesso suolo in modo non disgiunto, ma bensì con reciproci vantaggi. Tale sintesi può 
rispondere all’ottimizzazione di diverse criticità: 
 Raggiungere i target climatici 
Come già ampiamente discusso, l’Italia resta uno dei principali produttori di energia 
solare fotovoltaica in Europa e nonostante gli ottimi risultati raggiunti sino ad ora, 
l’ambizioso goal che ci si è posti resta ancora lontano: l’obiettivo nazionale è infatti 
quello di garantire una capacità installata di 52 GW entro il 2030, secondo quanto 
riportato nel PNIEC. (Ministero dello Sviluppo Economico, 2019) 
 Ridurre il consumo di suolo  
Secondo i dati dell’istituto superiore di protezione ambientale (ISPRA) gli impianti FV 
a terra oggi occupano oltre 17.500 ha di terreno, per una potenza totale superiore a 
9 GW. Questo significa che, in media, circa 2 ha sono occupati per l’installazione di 1 
MW, con un consumo complessivo dello 0,05% del suolo nazionale (ISPRA, 2022). 
Secondo le stime di Elettricità Futura, per soddisfare la transizione energetica è
6 
 
necessario occupare lo 0,3% del suolo nazionale, ovvero lo 0,6% della superficie 
agricola. Al contempo la sottrazione di suolo, in Italia, corre a un ritmo vertiginoso: 
sempre dal rapporto ISPRA 2022 si evince che nell’anno precedente, le nuove 
coperture artificiali hanno riguardato 69,1 km
2
, ovvero, in media, circa 19 ha al 
giorno. La Sicilia in particolare presenta grandi criticità essendo la quinta regione 
d’Italia per numero di ha persi: dal 2006 al 2021 sono andati distrutti, in media, ben 
1,8 ha al giorno, per un totale di quasi 10.000 ha.  
 Proteggere il raccolto 
Negli ultimi anni, il settore agricolo ha affrontato diverse sfide che ne hanno 
minacciato la stabilità, tra cui minori precipitazioni, temperature più elevate e un 
aumento della frequenza di eventi metereologici estremi. Inoltre, si è verificato un 
incremento generalizzato dei prezzi dell’energia elettrica e dei combustibili. Questi 
sono solo alcuni dei nuovi problemi che gli agricoltori contemporanei devono 
affrontare. Secondo i dati del settimo censimento generale dell’agricoltura eseguito 
dall’istituto nazionale di statistica (ISTAT), circa il 94% delle aziende agricole è a 
gestione individuale o familiare, e la superficie media gestita da ciascuna impresa è di 
circa 11,1 ha. In un contesto così frammentato, dove la gestione aziendale avviene in 
modo semplice e poco organizzato, questi cambiamenti potrebbero avere un impatto 
significativo su un settore intrinsecamene fragile e già provato dopo il periodo di 
pandemia da Covid-19 (ISTAT, 2022). 
 Risparmiare sui consumi energetici e idrici  
Il costo dell’energia elettrica e del metano negli ultimi sette anni e mezzo è sempre 
aumentato: basta dare un’occhiata, ai prezzi unitari per kWh o Smc
9
, sul sito 
dell’autorità di regolamentazione dell’energia reti e ambiente (ARERA), per scoprire 
come il rincaro sia stato generalizzato (ARERA, 2023). Dal 2016 ad oggi si evidenzia un 
aumento del 19% per il gas e del 26% per l’energia elettrica. Per quanto riguarda i 
costi idrici, la situazione attuale di stress idrico nel nord Italia sta esacerbando ancor 
più i costi sul mercato: si segnalano per esempio le posizioni odierne di 
Confagricoltura Novara o del consorzio di bonifica pianura friulana che segnano 
 
9
 Standard metro cubo
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rincari del 25% e 39% rispettivamente, sull’anno precedente. Tali aumenti incidono in 
modo significativo non solo sui bilanci aziendali, ma anche nelle tasche dei 
consumatori finali. 
 Aumentare la competitività 
La piccola dimensione delle aziende rende difficile ottenere i prezzi tipici delle 
economie di scala e limita la capacità di investire in tecnologie moderne e processi 
efficienti. Dal censimento ISTAT si evince che solo l’11% delle aziende agricole ha 
effettuato almeno un investimento innovativo nel triennio 2018/2020. Infine, pesa 
anche il contesto globale, dove la concorrenza estera agisce spesso con politiche di 
vendita decisamente più aggressive.  
 Sposare la sostenibilità ambientale 
Secondo l’IEA, i consumi di energia elettrica nel mondo registrati tra il 1974 e il 2019 
sono più che quadruplicati con ovvie conseguenze in termini di maggiori emissioni 
non solo di gas serra, ma anche di tutti gli altri elementi inquinanti di aria, acqua e 
suolo. Al di là dei numeri, l’elemento più preoccupante rimane il ritmo di tale 
crescita: come riportato nel Piano nazionale di ripresa e resilienza (PNRR)
10
, il settore 
agricolo è responsabile del 10% delle emissioni di gas serra in Europa e a tal 
proposito è facile intuire come paesi in forte via di sviluppo come Brasile, Russia, 
India, Cina (BRIC) aumenteranno i loro consumi finali e con essi anche la quota 
proveniente dal ramo agricolo (Ministero dello Sviluppo Economico, 2019). La 
necessità di produrre cibo ed energia a buon prezzo deve quindi misurarsi anche con 
le risorse non infinite del nostro pianeta.  
 Tutelare il paesaggio 
A compendio del punto precedente, oggi si tende a considerare di più anche il valore 
del paesaggio e del patrimonio culturale che avvolge i luoghi in cui si vive. Sostituire 
pascoli e prati erbosi con distese sconfinate di pannelli fotovoltaici in silicio non 
sembra la scelta migliore. La logica Not In My Backyard non si basa solo sulla 
pericolosità di un progetto, ma anche sulla sua generica desiderabilità, ricordandoci 
 
10
 Il piano approvato dall'Italia, dopo la pandemia di Covid, per rilanciarne l'economia in ottica di sviluppo verde 
e digitale
8 
 
una volta di più la rigida differenza che esiste tra fonte rinnovabile e fonte 
sostenibile. 
 
Oltre ai temi di carattere generale menzionati qui sopra, ve ne sono altri, più peculiari, che 
caratterizzano la Sicilia rendendola pertanto più interessante, rispetto ad altre regioni, per 
quanto riguarda lo sviluppo di impianti agrivoltaici. Queste valutazioni, sebbene non 
esclusive, meritano una discussione a parte: 
 Contrasto alla desertificazione 
L’ente nazionale per le nuove energie e lo sviluppo sostenibile (ENEA) ha pubblicato 
diversi anni fa uno studio sul rischio da desertificazione in Sicilia. Grazie ad esso è 
stato possibile definire quanto grave sia la minaccia per il territorio. Valutando diversi 
criteri come la qualità dei suoli, variabili climatiche, di vegetazione e di gestione 
antropica, è stato possibile stimare che più del 53% dei suoli sono a rischio 
desertificazione, e circa il 7% è a forte rischio. Le aree maggiormente coinvolte sono 
concentrate nelle province di Caltanissetta ed Enna. In Italia, le due isole maggiori e 
la Puglia risultano essere le regioni più esposte a questa problematica. (Giordano et 
al., 2002) 
 Maggiore producibilità energetica 
Il clima mediterraneo e la posizione geografica favorevole, con numerose ore di sole 
durante l’anno, permettono un maggior irraggiamento solare rispetto al nord Italia, 
dove le giornate sono più brevi, mediamente più nuvolose e caratterizzate da 
precipitazioni più frequenti. Un impianto fotovoltaico nel Mezzogiorno avrà quindi 
prestazioni superiori. 
 Abbandono delle campagne 
La Sicilia è la seconda regione d’Italia, dopo la Campania, per numero di emigrati: 
quasi una persona su quattro che si sposta dal meridione è siciliana. I numeri riportati 
dall’ISTAT quest’anno parlano chiaro: dall’isola partono ogni anno circa 50.000 
persone, a fronte di un numero di ingressi pari alla metà. Creare occupazione,
9 
 
investendo nell’innovazione delle aziende agricole, potrebbe essere un incentivo 
soprattutto per i giovani imprenditori che decidono di rimanere e impegnarsi in nuovi 
rami strategici. La Sicilia, per esempio, è la prima regione d’Italia per numero di ettari 
destinati al biologico. 
 
Obiettivo di questo elaborato è quello di scorrere in disamina la breve storia 
dell’agrivoltaico, la nomenclatura, gli elementi chiave che lo contraddistinguono, le varie 
soluzioni tecniche esistenti, i vantaggi, le best practices giapponesi, la situazione italiana e 
infine valutare diversi casi studio in Sicilia, misurandone gli effetti, i costi e i benefici. Dopo le 
conclusioni verrà riportato in appendice un altro esempio di intervento energetico da FV in 
agricoltura: l’agrisolare. 
Per condurre lo studio analitico verranno usati diversi strumenti di calcolo, progettazione e 
modellazione 3D: 
 EXCEL: è un insieme di fogli di calcolo sviluppato, negli USA, da Microsoft, utilizzato 
per creare, manipolare e analizzare dati numerici in un formato tabellare. Questo 
strumento verrà utilizzato per valutazioni energetiche e finanziarie. 
 Sketchup: è un programma di modellazione 3D molto popolare, nato anch’esso negli 
USA da Trimble Inc., usato nell’industria, in architettura, ingegneria e nel design in 
generale. L’interfaccia, facile da usare, consente agli utenti di creare modelli 
tridimensionali di oggetti, edifici, paesaggi, ecc… Questo tool verrà utilizzato per 
rappresentare i diversi layout di impianto e permetterà l’installazione di diversi plugin 
tecnici. 
 Sunhours: è un plugin per SketchUp, sviluppato in Sudafrica, con cui è possibile 
selezionare un’area geografica specifica, inserire parametri come la data, l’ora, 
l’inclinazione degli oggetti e calcolare automaticamente la quantità di luce solare 
ricevuta su una superficie durante l’arco della giornata. Queste informazioni possono 
essere valutate sia in modo qualitativo che quantitativo attraverso file CSV
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esportabili su EXCEL.  
 
11
 Comma-separated values, un particolare formato di testo utile a visualizzare dati in forma tabellare
10 
 
 Solaredge Designer: è un software fornito da Solaredge, un’azienda israeliana leader 
nel settore dell’energia solare. Il prodotto è pensato per semplificare il processo di 
progettazione di impianti fotovoltaici, fornire una vista tridimensionale del sistema 
fotovoltaico e calcolare l’output energetico previsto del sistema, dando agli utenti 
prestazioni ed efficienza del progetto. 
 PV-GIS: è uno strumento online fornito dall’Unione Europea che offre informazioni 
dettagliate sulla potenzialità di generazione di energia fotovoltaica in diverse regioni. 
Questo sistema utilizza dati climatici, informazioni topografiche, informazioni sulla 
radiazione solare e altri parametri per calcolare e visualizzare la produzione di 
energia elettrica in specifiche aree geografiche.