Pannelli solari flessibili: il futuro delle rinnovabili

I pannelli solari flessibili sono particolari moduli fotovoltaici che possono essere piegati fino a 30°. Caratteristiche e applicazioni

I pannelli solari flessibili sono moduli fotovoltaici a film sottile, leggeri e curvabili fino a circa 30°, progettati per adattarsi a superfici non tradizionali — curve, irregolari o mobili — e per produrre energia anche dove i pannelli rigidi non possono essere installati. Grazie a queste caratteristiche trovano applicazione su edifici, veicoli, strutture temporanee e dispositivi portatili, diventando una delle soluzioni più interessanti per l’evoluzione del fotovoltaico integrato.

La crescente diffusione dell’energia solare e i suoi numerosi vantaggi — efficienza energetica, sostenibilità, autonomia dalle reti elettriche — stanno spingendo il settore verso tecnologie sempre più versatili. In questo contesto, la ricerca e sviluppo punta a migliorare continuamente l’efficienza e la durabilità delle celle solari, rendendole più compatte e adatte anche ad applicazioni quotidiane come telefoni, veicoli o dispositivi intelligenti.

Tra le innovazioni più significative rientrano le celle solari flessibili, capaci di flettersi e curvarsi attorno agli oggetti e trasformare i pannelli in veri e propri fogli fotovoltaici, disponibili persino in rotoli.

Le celle fotovoltaiche restano l’elemento base della produzione di energia solare e il loro rendimento è influenzato da variabili ambientali come temperatura e radiazione solare. Per questo è essenziale condurre un’analisi completa del contesto climatico specifico per comprendere come queste variabili possano impattare sul rendimento dei pannelli fotovoltaici. Questo può includere l’acquisizione di dati climatici da atlanti solari o da misurazioni sul campo mediante l’utilizzo di un software fotovoltaico.

Per capire meglio perché i pannelli solari flessibili stanno diventando una soluzione così diffusa, analizziamo cosa sono e quali caratteristiche li rendono così versatili.

Cosa sono i pannelli solari flessibili?

I pannelli solari flessibili sono dei particolari moduli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica che hanno la peculiarità di poter essere piegati fino a 30 gradi.

I pannelli solari flessibili sono realizzati con materiali flessibili che consentono loro di adattarsi a superfici curve o irregolari. Questa flessibilità li rende ideali per applicazioni dove i pannelli solari tradizionali non possono essere utilizzati, come su veicoli, abbigliamento o strutture architettoniche curvilinee e in tutte quelle situazioni di mobilità in cui abbiamo bisogno di energia elettrica ma non abbiamo la possibilità di collegarci alla rete.

Offrono, inoltre, maggiore versatilità di installazione e possono essere più resistenti agli urti e alle vibrazioni rispetto ai loro omologhi rigidi.

Come i pannelli solari flessibili si integrano nel design architettonico moderno?

L’integrazione dei pannelli solari flessibili nel design architettonico moderno rappresenta una delle evoluzioni più interessanti del fotovoltaico applicato all’involucro edilizio. A differenza dei moduli rigidi, questi pannelli si adattano a superfici curve, irregolari o non convenzionali, offrendo ai progettisti una libertà compositiva molto più ampia. Superfici come coperture ondulate, membrane leggere, facciate continue o elementi architettonici dinamici possono diventare superfici attive senza modificare l’estetica originaria.

Questa flessibilità consente di sfruttare porzioni dell’edificio normalmente inutilizzate per la produzione energetica, soprattutto in contesti urbani densi dove le coperture piane sono occupate dagli impianti. Pensiline, parapetti, frangisole e superfici verticali possono essere rivestiti con moduli sottili e leggeri, contribuendo alla produzione distribuita senza introdurre carichi significativi sulla struttura.

Un altro aspetto rilevante è la capacità dei pannelli flessibili di integrarsi nelle logiche dell’architettura contemporanea, che tende verso involucri sempre più continui e omogenei. L’assenza di telai rigidi e la possibilità di applicazione tramite adesivi o laminazione consentono soluzioni pulite e minimali, adatte anche agli edifici caratterizzati da vincoli estetici o da scelte materiche particolari.

Per gli approfondimenti sulle strategie di integrazione in facciata ti consiglio di dare uno sguardo all’articolo su vantaggi, tipologie e modalità di installazione del fotovoltaico in facciata.

Modellazione BIM per layout flessibili di impianti fotovoltaici

La modellazione BIM semplifica in modo significativo la progettazione degli impianti fotovoltaici flessibili, soprattutto quando si lavora su superfici curve o geometrie non standard. A differenza delle tecnologie rigide, i pannelli flessibili richiedono un’analisi più accurata delle superfici di posa, degli orientamenti e dei punti di interferenza con gli altri elementi dell’involucro. Il BIM consente di gestire queste variabili in modo coordinato, offrendo un modello digitale preciso su cui verificare in anticipo la fattibilità dell’intervento.

Attraverso strumenti parametrici è possibile mappare l’esatta curvatura delle superfici, simulare la disposizione dei moduli, valutare l’irraggiamento solare per diverse configurazioni e prevedere eventuali ombreggiamenti generati da elementi architettonici o impiantistici. Allo stesso tempo, la coordinazione tra i diversi modelli disciplinari permette di identificare subito eventuali interferenze con strati di copertura, sottostrutture, canalizzazioni o apparati di sicurezza.

Il BIM si rivela utile anche nella fase esecutiva: consente di generare elaborati accurati, computi aggiornati automaticamente e modelli informativi da utilizzare in cantiere per una corretta posa dei moduli. Nei progetti di riqualificazione, inoltre, il BIM facilita l’analisi delle superfici esistenti e la valutazione della compatibilità tra i nuovi pannelli flessibili e le condizioni reali dell’involucro.

Considerazioni strutturali per l’installazione di moduli solari flessibili

L’installazione dei pannelli solari flessibili richiede valutazioni strutturali diverse rispetto ai moduli fotovoltaici tradizionali, soprattutto perché cambiano peso, modalità di fissaggio e comportamento aerodinamico. La leggerezza è uno dei principali vantaggi di questa tecnologia: in molti casi il peso può essere circa il 70–80% inferiore rispetto a un modulo rigido, con un impatto quasi trascurabile sul carico permanente dell’edificio. Questo permette di installarli anche su strutture esistenti con capacità portante ridotta o su coperture che non potrebbero sostenere impianti convenzionali.

Un aspetto fondamentale riguarda le modalità di fissaggio. I pannelli flessibili non richiedono telai o strutture di ancoraggio metalliche; spesso vengono applicati tramite adesivi, laminazione o integrazione diretta nei materiali di copertura. Ciò elimina le perforazioni dei manti impermeabili e riduce il rischio di infiltrazioni, ma richiede una verifica attenta dell’aderenza al supporto, delle condizioni del manto e della compatibilità dei materiali.

Dal punto di vista delle azioni del vento, l’assenza di elementi sporgenti limita gli effetti di sollevamento (uplift), riducendo la pressione aerodinamica sulla superficie. Tuttavia, è necessario verificare la resistenza dell’adesivo o del sistema di incollaggio, soprattutto nelle zone sottoposte a raffiche intense o in edifici di grande altezza.

Vanno inoltre considerati:

la dilatazione termica del supporto;
l’eventuale deformabilità della superficie curva;
la necessità di vie di passaggio per la manutenzione;
l’integrazione con linee vita o dispositivi anticaduta.

Confronto tra le tecnologie CIGS e silicio amorfo per superfici curve

La scelta della tecnologia fotovoltaica più adatta alle superfici curve dipende principalmente dalla flessibilità del materiale, dall’efficienza in condizioni non ottimali e dal comportamento su supporti sottili o deformabili. Le due soluzioni più diffuse per i pannelli solari flessibili sono le celle CIGS (rame, indio, gallio e selenio) e il silicio amorfo (a-Si), entrambe caratterizzate da film sottili ma con prestazioni e applicazioni differenti.

Le celle CIGS garantiscono in genere un livello di efficienza superiore rispetto al silicio amorfo e mantengono buone prestazioni anche in presenza di luce diffusa o angoli di incidenza non ottimali. Per questo motivo sono adatte a superfici curve esposte a irraggiamento variabile, come cupole, pensiline o coperture metalliche leggermente ondulate. Offrono inoltre una buona flessibilità meccanica, pur mantenendo un’elevata densità energetica.

Il silicio amorfo, invece, è meno efficiente ma molto più flessibile, con un comportamento particolarmente stabile nei cicli di piega e nelle applicazioni su superfici molto irregolari. Questa è una versione non cristallina del silicio e rappresenta un’ottima alternativa ai wafer tradizionali, con una resistenza elevata all’umidità e l’assenza di materiali tossici. È quindi ideale nei contesti in cui la curvatura è accentuata o dove si richiede una posa estremamente aderente ai materiali di sottostrato.

In generale, i pannelli CIGS sono preferibili quando si cerca un maggiore rendimento energetico su superfici moderatamente curve, mentre il silicio amorfo è più indicato per superfici molto flessibili, leggere o difficili da strutturare. Per un approfondimento dedicato alle caratteristiche di questo materiale, leggi l’articolo “Pannello fotovoltaico amorfo: caratteristiche e vantaggi”.

Le principali applicazioni dei pannelli solari flessibili

I primi esempi di celle solari non piane li ritroviamo nella realizzazione di impianti fotovoltaici su coperture di edifici nei centri storici (tegole solari) o per coperture curve. Tuttavia questi pannelli erano ancora rigidi, seppur di forma curva. Grazie alle celle flessibili i pannelli solari di nuova generazione si adattano a tutte le coperture, di qualsiasi forma e di qualsiasi materiale.

Nelle grandi metropoli sono già ampiamente diffusi anche come rivestimenti per le pareti verticali degli edifici e dei grattacieli. In questo modo viene superata la difficoltà di trovare ampie superfici orizzontali dove poterli istallare. Infatti, le poche superfici piane sulla sommità degli edifici spesso sono occupate da impianti (climatizzazione, antincendio, antenne radio/tv, ecc.).

I pannelli solari flessibili trovano un’applicazione ideale in tutte le situazioni in cui è necessario disporre di energia elettrica senza un collegamento stabile alla rete. Grazie al loro peso ridotto, alla portabilità e alla possibilità di essere montati su superfici non convenzionali, rappresentano una soluzione estremamente versatile per scenari mobili o temporanei.

La radicale innovazione offerta da questa tecnologia è nella facile trasportabilità poiché questi pannelli/celle sono leggeri e quindi portatili: è possibile portarli in viaggio, in campeggio ed in aree poco accessibili. La loro capacità di adattarsi a superfici curve e irregolari permette inoltre di applicarli rapidamente su tende, coperture mobili, veicoli, barche, caravan o biciclette elettriche, trasformando qualsiasi struttura in una piccola fonte autonoma di energia.

In contesti emergenziali o di protezione civile, i moduli flessibili vengono utilizzati per alimentare stazioni temporanee, sistemi di telecomunicazione o illuminazione, senza la necessità di installazioni permanenti. Sono molto diffusi anche nelle attività outdoor, nelle spedizioni scientifiche e nei cantieri mobili, dove la disponibilità di una sorgente energetica leggera e rapida da installare rappresenta un vantaggio operativo significativo.

Un ulteriore ambito di applicazione è quello degli eventi temporanei — fiere, installazioni artistiche, esposizioni itineranti — nei quali i pannelli flessibili consentono di realizzare soluzioni energetiche autonome senza interferire con la logistica o la sicurezza delle strutture.

La continua ricerca ha inoltre permesso di immettere sul mercato fogli con celle solari di qualsiasi dimensione e dal peso veramente irrisorio, le più performanti possono addirittura essere applicate come degli adesivi su qualsiasi superficie.

Buone pratiche per la manutenzione dei pannelli solari flessibili in ambienti difficili

I pannelli solari flessibili sono progettati per resistere a sollecitazioni meccaniche e vibrazioni, ma richiedono comunque alcune attenzioni specifiche quando vengono utilizzati in ambienti particolarmente impegnativi. Temperature elevate, esposizione prolungata ai raggi UV, salsedine, polveri e condizioni meteorologiche estreme possono influire sulla loro durata e sulle prestazioni nel tempo.

La prima buona pratica consiste nel controllare periodicamente l’integrità del supporto e dei punti di fissaggio. A differenza dei moduli rigidi, i pannelli flessibili spesso vengono applicati tramite adesivi o laminazione: è quindi essenziale verificare che non si siano formate bolle, distacchi o zone in cui la superficie non aderisce correttamente al substrato.

In ambienti polverosi o soggetti a depositi di sale, è consigliabile effettuare una pulizia regolare con acqua dolce e detergenti neutri per evitare che lo sporco riduca l’irraggiamento. Vanno evitati strumenti abrasivi o prodotti corrosivi che potrebbero danneggiare i film sottili o i rivestimenti protettivi.

Nei contesti esposti a forti raffiche di vento, come tetti leggeri o superfici verticali in quota, è utile ispezionare periodicamente la tenuta dell’adesivo e le zone maggiormente sollecitate.

Un’ulteriore attenzione riguarda i cavi e i collegamenti elettrici, che nei sistemi flessibili possono essere più esposti. Controllare la sigillatura, l’eventuale ossidazione e la protezione dalle infiltrazioni è fondamentale per mantenere un livello di sicurezza adeguato.

Seguendo queste pratiche di manutenzione, i pannelli solari flessibili garantiscono prestazioni stabili anche in condizioni ambientali complesse, prolungando la vita utile dell’impianto e riducendo il rischio di interventi correttivi più onerosi.

Pannelli solari flessibili vs sistemi tradizionali: confronto tra costi e prestazioni

Il confronto tra pannelli solari flessibili e moduli fotovoltaici tradizionali si basa su tre aspetti chiave: costo iniziale, efficienza e ambiti di applicazione. Sebbene la tecnologia flessibile abbia compiuto progressi significativi negli ultimi anni, i moduli rigidi in silicio cristallino restano generalmente più economici e più efficienti in termini di resa energetica per metro quadrato.

I pannelli tradizionali raggiungono infatti efficienze tipiche del 18–22%, mentre i moduli flessibili si attestano su valori più bassi, soprattutto quando realizzati in silicio amorfo. Le tecnologie CIGS, invece, si avvicinano sempre più ai rendimenti dei pannelli convenzionali, pur mantenendo una struttura sottile e leggera.

Dal punto di vista economico, il costo per watt dei pannelli flessibili rimane superiore, dovuto ai processi produttivi più complessi e ai materiali utilizzati. Tuttavia, in molte situazioni il loro impiego risulta comunque vantaggioso: superfici curve, coperture leggere, facciate continue, contesti temporanei o installazioni in cui il peso o le sollecitazioni limitano la scelta di pannelli rigidi.

Il vero punto di forza dei moduli flessibili non risiede quindi nella massima efficienza, ma nella capacità di generare energia in contesti dove un impianto tradizionale non sarebbe installabile. Questo può tradursi in un ritorno energetico complessivo superiore nel lungo periodo, soprattutto per edifici con superfici non convenzionali o vincoli architettonici.

In sintesi, i pannelli tradizionali restano la scelta più conveniente per impianti standard ad alta efficienza, mentre i pannelli flessibili rappresentano la soluzione ottimale nei progetti in cui leggerezza, adattabilità e integrazione architettonica sono parametri prioritari.

Sviluppi futuri delle tecnologie fotovoltaiche stampabili e roll-to-roll

Le tecnologie fotovoltaiche stampabili e roll-to-roll rappresentano la prossima evoluzione dei pannelli solari flessibili, con l’obiettivo di ridurre i costi di produzione e aumentare la scalabilità.

La fabbricazione tramite processi roll-to-roll consente di depositare i materiali fotovoltaici su supporti plastici o metallici flessibili, utilizzando tecniche simili alla stampa industriale, come la stampa a getto d’inchiostro. Questi processi permettono cicli produttivi più rapidi, consumi ridotti di materiali e la possibilità di realizzare moduli sottilissimi applicabili come membrane o rivestimenti continui.

Un altro fronte di ricerca riguarda la durabilità: affinché le celle flessibili stampabili diventino competitive su larga scala, è fondamentale aumentare la loro vita utile e garantire una produzione energetica superiore al costo energetico necessario per realizzarle. È importante, infatti, che la quantità di energia prodotta da una cella solare flessibile nel corso della sua vita sia maggiore della quantità necessaria per produrre e trasportare la stessa cella solare.

La ricerca sta lavorando, infine, su polimeri avanzati, strati barriera più performanti e nuovi elettrodi trasparenti, con l’obiettivo di rendere la tecnologia competitiva per applicazioni edilizie diffuse.

Fonte: Read More