Entra a far parte del giro della Nazionale nel 2014 quando, con la Nazionale Under-16, prende parte agli europei di categoria. Due anni dopo viene convocato per prendere parte all'EuroBasket Under-18 2016, svolto a Samsun (Turchia), con la Nazionale Under-18 dove contribuisce alla conquista della medaglia di bronzo e alla qualificazione ai successivi Campionati Mondiali Under-19 2017. In quest'ultima competizione Penna, indossando la divisa della Nazionale Under-19, conquista una storica medaglia d'argento: miglior risultato di sempre della formazione italiana under-19.