Algo nuevo bajo el sol: paneles solares flotantes



¿Quién dijo que no hay nada nuevo bajo el sol? Ahí está una de las innovaciones más importantes para la generación no contaminante de electricidad es la fotovoltaica flotante, o FPV, que consiste en anclar paneles solares en cuerpos de agua, especialmente lagos, embalses y mares.

FPV obtuvo una ventaja en Asia y Europa, donde tiene mucho sentido económico con tierras abiertas altamente valoradas para la agricultura. Algunos proyectos en Asia incorporan miles de paneles para generar cientos de megavatios.

Unos modestos primeros sistemas se instalaron en Japón y en una bodega de California en 2007 y 2008.

En tierra, un proyecto de un megavatio requiere entre una y 1,6 hectáreas.

Los proyectos solares flotantes son aún más atractivos cuando se pueden construir en cuerpos de agua adyacentes a centrales hidroeléctricas con líneas de transmisión existentes.

La mayoría de los proyectos más grandes de este tipo se encuentran en China e India. También hay instalaciones a gran escala en Brasil, Portugal y Singapur.

Una granja solar flotante propuesta de 2,1 gigavatios en una planicie de marea en la costa del Mar Amarillo en Corea del Sur, que contendría cinco millones de módulos solares en un área que cubre 30 kilómetros cuadrados con un precio de 4.000 millones de dólares, se enfrenta a un futuro incierto con un nuevo gobierno en Seúl. El presidente Yoon Suk-yeol ha indicado que prefiere impulsar la energía nuclear sobre la energía solar.

Otros proyectos a escala de gigavatios se están moviendo de la mesa de dibujo en India y Laos, así como en el Mar del Norte, frente a la costa holandesa.

La tecnología también ha entusiasmado a los planificadores en el África subsahariana con la tasa de acceso a la electricidad más baja del mundo y una gran cantidad de sol.

En los países que dependen de una gran cantidad de energía hidroeléctrica, «hay preocupaciones sobre cómo se ve la generación de energía durante las sequías, por ejemplo, y con el cambio climático, esperamos que veamos más eventos climáticos extremos», explicó a la Voz de América Sika Gadzanku, investigadora del Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de los Estados Unidos en Colorado.

«Cuando pensamos en sequías, existe la oportunidad de tener FPV como otra opción de energía renovable en su kit de herramientas esencialmente, entonces, en lugar de depender tanto de la energía hidroeléctrica, ahora puede usar más FPV y reducir su dependencia de la energía hidroeléctrica, durante las estaciones muy secas, para usar su energía solar fotovoltaica flotante», apuntó.

Una cobertura del uno por ciento de los embalses hidroeléctricos con paneles solares flotantes podría proporcionar un aumento del 50 por ciento de la producción anual de las plantas hidroeléctricas existentes en África, según un estudio financiado por la Comisión Europea.

Desafíos

Sin embargo, existen peligros flotantes y potenciales. Una planta se incendió en la prefectura de Chiba en Japón en 2019. Las autoridades culparon a un tifón por mover los paneles uno encima del otro, generando un calor intenso y posiblemente provocando el incendio en la instalación de 18 hectáreas que contiene más de 50.000 paneles solares flotantes en la presa de Yamakura.

La barrera más importante para una adopción más amplia de la tecnología, en la actualidad, es el precio. Es más costoso construir una matriz flotante que una instalación de tamaño similar en tierra. Pero con los costos más altos hay beneficios adicionales: debido al enfriamiento pasivo de los cuerpos de agua, los paneles flotantes pueden funcionar de manera más efectiva que los paneles solares convencionales.

También reducen la exposición a la luz y disminuyen la temperatura del agua, minimizando el crecimiento de algas dañinas.

Todo eso sonaba prometedor para los funcionarios de la ciudad de Windsor, en la región vinícola del norte de California. Cerca de 5.000 paneles solares, cada uno generando 360 vatios de electricidad, ahora están flotando en uno de los estanques de aguas residuales de Windsor.

«Todos están interrelacionados. Cada panel tiene su propio flotador. Y en realidad se mueven bastante bien con la acción de las olas y la acción del viento». Te sorprendería cómo pueden simplemente absorber las olas y montarlas sin romperse o separarse», dijo Garrett Broughton, ingeniero civil senior del departamento de obras públicas de Windsor.

Los paneles flotantes son fáciles para el medio ambiente y el presupuesto de Windsor, en el que la factura eléctrica de la planta de aguas residuales era la más grande del gobierno de la ciudad.

La concejal Debora Fudge presionó por el proyecto de 1,78 megavatios sobre una alternativa de colocar paneles solares encima de las cocheras.

«Compensan 350 toneladas métricas de dióxido de carbono anualmente. Y también proporcionan el 90 por ciento de la energía que necesitamos para todas las operaciones para tratar las aguas residuales, para todas las operaciones de nuestro patio de la corporación y también para bombear nuestras aguas residuales a los géiseres, que es un campo geotérmico, a unas 40 millas (64 kilómetros) al norte «, dijo Fudge a la VOA.

La ciudad arrienda los paneles flotantes de la compañía que los instaló, lo que le da un precio fijo para la electricidad en un contrato a largo plazo, lo que significa que Windsor está pagando alrededor del 30% de lo que gastó anteriormente por la misma cantidad de energía.

«No es como si hubiéramos invertido en algo en lo que no vamos a obtener una retribución. Estamos recibiendo una recompensa mientras hablamos. Y obtendremos una recompensa por 25 años», dijo el alcalde de Windsor, Sam Salmon.

Los sistemas flotantes no están destinados a cubrir completamente los cuerpos de agua, lo que permite que otras actividades continúen, como la navegación y la pesca.

«No asumimos que la estructura flotante cubrirá todo el cuerpo de agua, a menudo es un porcentaje muy pequeño de ese cuerpo de agua», dijo Gadzanku de NREL a VOA. «Incluso desde una perspectiva visual, no querrás ver paneles fotovoltaicos cubriendo todo un depósito».

NREL ha identificado 24,419 cuerpos de agua artificiales en los Estados Unidos como adecuados para la colocación de FPV. Los paneles flotantes que cubren poco más de una cuarta parte del área de cada uno de estos sitios generarían potencialmente casi el 10 por ciento de las necesidades energéticas de Estados Unidos, según el laboratorio.

Entre los sitios se encuentra el lago Smith de 119 hectáreas, un embalse artificial administrado por el condado de Stafford en Virginia para producir agua potable. También es un sitio para la pesca recreativa adyacente a la base Quantico del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos.

«Muchos de estos cuerpos de agua elegibles se encuentran en áreas con estrés hídrico con altos costos de adquisición de tierras y altos precios de la electricidad, lo que sugiere múltiples beneficios de las tecnologías de PF», escribieron los autores del estudio.

«Realmente es una opción con mucha tecnología probada detrás», dijo Gadzanku.

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