Secondo un nuovo studio pubblicato sul Journal of Cleaner Production, la tecnologia dei gemelli digitali (digital twin, DT) potrebbe aiutare i produttori del settore fotovoltaico a contrastare il fenomeno dell’”involuzione”, un termine sempre più utilizzato nell’industria solare cinese per descrivere l’eccessiva concorrenza, il continuo calo dei prezzi e la contrazione dei margini di profitto.
I gemelli digitali sono rappresentazioni virtuali di risorse fisiche o processi che utilizzano dati reali, simulazioni e intelligenza artificiale per monitorare, prevedere e ottimizzare le prestazioni. Nel settore fotovoltaico, questa tecnologia è già stata studiata per il monitoraggio degli impianti, il rilevamento dei guasti, la manutenzione predittiva e il controllo della qualità. Altre applicazioni comprendono le ispezioni mediante droni e l’analisi della resa energetica, che consentono agli operatori di individuare gli impianti con prestazioni inferiori alle attese e migliorare l’efficienza operativa.
Nell’ambito della produzione e della ricerca e sviluppo nel settore fotovoltaico, gruppi di ricerca hanno inoltre esaminato l’impiego dei gemelli digitali per accelerare la scoperta di nuovi materiali e ottimizzare la produzione di celle solari organiche.
Il nuovo studio estende questo approccio oltre l’ottimizzazione tecnica e operativa, esaminando le più ampie sfide economiche e competitive che il settore fotovoltaico si trova ad affrontare. Nel paper intitolato “Evolution path of anti-involution in photovoltaic enterprises driven by digital twin technology“, i ricercatori cinesi hanno sviluppato un sistema di simulazione ispirato alla tecnologia dei gemelli digitali per valutare in che modo diverse strategie aziendali potrebbero aiutare i produttori fotovoltaici a superare la concorrenza distruttiva sui prezzi e migliorare i risultati finanziari.
“La natura dinamica e iterativa delle strategie anti-involuzione nel settore fotovoltaico è strettamente in linea con i principi fondamentali della tecnologia dei gemelli digitali, che crea rappresentazioni virtuali di sistemi fisici per consentire il monitoraggio in tempo reale, la simulazione e l’ottimizzazione dei processi decisionali”, ha dichiarato a pv magazine Fan Wang, autore principale dello studio. “Abbiamo integrato le condizioni multidimensionali del settore in tempo reale, tra cui l’intensità della concorrenza, la pressione sulla redditività, l’efficienza operativa e la competizione tecnologica, in una matrice informativa strutturata, definendo al contempo gli aumenti dei prezzi, i maggiori investimenti in ricerca e sviluppo e i loro effetti combinati come matrici decisionali”.
pv magazine Session @ NetZero Milan Expo Summit 2026
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Il quadro metodologico proposto combina dati di settore, modelli decisionali, simulazioni iterative e una valutazione ponderata delle prestazioni. Include inoltre un indice multidimensionale di “involuzione”, sviluppato sulla base di dati aziendali per distinguere la concorrenza distruttiva da altre dinamiche di mercato. I ricercatori hanno quindi esaminato l’interazione tra le politiche di prezzo e la differenziazione tecnologica sostenuta dagli investimenti in ricerca e sviluppo, con l’obiettivo di individuare strategie in grado di migliorare la competitività del settore a lungo termine.
Il team ha analizzato i dati finanziari e operativi di 98 aziende cinesi del settore fotovoltaico relativi al periodo 2020-2024, prendendo in esame quattro dimensioni: redditività, efficienza operativa, investimenti tecnologici e dimensioni aziendali, crescita e condizioni economiche esterne. La valutazione si è basata su 13 indicatori, tra cui margini di profitto, rotazione delle scorte, spesa in ricerca e sviluppo, ricavi, sussidi, debiti commerciali e prezzi alla produzione. Dall’analisi è emerso che una maggiore intensità degli investimenti in ricerca e sviluppo non si traduce necessariamente in una redditività più elevata e può, in alcuni casi, riflettere una strategia competitiva difensiva piuttosto che un’effettiva innovazione produttiva.
Dopo aver normalizzato gli indicatori, i ricercatori li hanno aggregati in un indice composito di involuzione, passato da 0,0447 nel 2020 a 0,9612 nel 2024, con un incremento di circa il 595% tra il 2023 e il 2024. Nello stesso periodo, i margini di profitto lordo del settore sono scesi dal 26,93% al 18,91%, evidenziando una concomitanza tra l’intensificarsi della concorrenza e il calo della redditività.
Il team ha inoltre calcolato un indicatore dei prezzi di settore ponderato in base ai ricavi e standardizzato i dati storici per definire uno scenario di riferimento per le simulazioni. Gli indicatori sono stati quindi integrati in una matrice informativa 4 × 3, che ha consentito ai ricercatori di modellare diverse strategie di contrasto all’involuzione e valutarne i potenziali effetti sulle prestazioni del settore.
Utilizzando questo modello, i ricercatori hanno confrontato quattro scenari: aumento dei prezzi dei prodotti, incremento degli investimenti in ricerca e sviluppo, combinazione delle due misure e mantenimento delle condizioni esistenti senza interventi. Ciascuna strategia è stata simulata su un periodo di 300 giorni e valutata in base alle quattro dimensioni considerate. I ricercatori hanno attribuito un peso del 32,71% agli investimenti tecnologici e alle dimensioni aziendali, del 28,52% all’efficienza operativa, del 22,53% alla crescita e alle condizioni esterne e del 16,25% alla redditività.
Le simulazioni hanno mostrato che la strategia che combina un aumento dei prezzi del 10% con un incremento del 60% degli investimenti in R&S ha prodotto i migliori risultati complessivi. Questo approccio ha permesso di raggiungere un tasso di recupero del 29,5% rispetto allo scenario di riferimento senza interventi, contro il 9,8% ottenuto con il solo aumento dei prezzi del 5% e il 9,3% con il solo incremento del 30% degli investimenti in ricerca e sviluppo. La strategia combinata ha inoltre generato un beneficio aggiuntivo del 12,85% rispetto alla somma degli effetti dei singoli interventi.
Secondo i ricercatori, un aumento dei prezzi può migliorare nell’immediato la situazione finanziaria delle aziende, ma contribuisce in misura limitata alla competitività tecnologica. Al contrario, maggiori investimenti in ricerca e sviluppo possono favorire la differenziazione a lungo termine, esercitando però un’ulteriore pressione sulla redditività nel breve periodo. La combinazione delle due misure potrebbe contribuire a superare questi limiti: i maggiori ricavi sosterrebbero l’innovazione, mentre i progressi tecnologici renderebbero più sostenibili prezzi più elevati. Tuttavia, strategie più aggressive, con aumenti dei prezzi compresi tra il 15% e il 20% e incrementi degli investimenti in ricerca e sviluppo tra il 90% e il 120%, hanno prodotto risultati meno favorevoli a causa dei maggiori costi e rischi finanziari.
Per verificare la robustezza dei risultati, i ricercatori hanno condotto analisi di sensibilità considerando la durata delle simulazioni, le condizioni di mercato, la persistenza delle decisioni, le strategie di prezzo e altri parametri. La strategia combinata ha ottenuto i risultati migliori in tutte le 1.000 combinazioni di parametri testate, confermandosi l’opzione preferibile anche negli scenari caratterizzati da reazioni particolarmente aggressive dei concorrenti agli aumenti di prezzo.
Gli autori hanno tuttavia precisato che i risultati derivano da simulazioni e non sono stati convalidati in condizioni operative reali. L’aumento dei prezzi del 10% e l’incremento degli investimenti in R&S del 60% devono quindi essere considerati una strategia indicativa, valida nell’ambito delle ipotesi del modello, e non un obiettivo universalmente applicabile ai produttori del settore fotovoltaico.
“Nell’ambito del modello di simulazione proposto, una strategia che combinava un aumento dei prezzi del 10% con un incremento del 60% degli investimenti in ricerca e sviluppo ha prodotto i migliori risultati complessivi, raggiungendo un valore della funzione di profitto e perdita (L) pari a 1,8524, un tasso di recupero del 29,5% e un coefficiente di sinergia di 1,15”, ha spiegato Wang. “Sostenendo la redditività nel breve periodo e promuovendo al tempo stesso lo sviluppo tecnologico a lungo termine, questo approccio si è dimostrato il più efficace per contrastare l’involuzione del settore, sulla base delle ipotesi e dei parametri utilizzati per calibrare il modello”.
“Il principale contributo teorico dello studio consiste nell’estendere l’applicazione della tecnologia dei gemelli digitali oltre il tradizionale monitoraggio delle apparecchiature e le simulazioni ingegneristiche, fino a comprendere i processi decisionali strategici. Abbiamo sviluppato il primo modello di simulazione dinamica basato su matrici per affrontare il fenomeno dell’involuzione industriale, collegando l’individuazione delle cause sottostanti alla valutazione quantitativa di potenziali contromisure”, ha concluso.
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