Cuando pensamos en energías renovables, una de las primeras imágenes que acude a nuestra mente son enormes terrenos áridos llenos de paneles solares. Sin embargo, la energía solar se puede obtener de muchas otras fuentes no tan conocidas por el público. Entre ellas se encuentran los paneles solares flotantes, o fotovoltaica flotante, que se perfila como una solución muy atractiva para obtener energía limpia sin algunas de las desventajas del método tradicional.
La fotovoltaica flotante aprovecha superficies acuáticas, usualmente artificiales, para captar energía solar. De esta forma, se eliminan algunas de las desventajas del método más conocido y obtienen algunos beneficios extra. Te los presentamos.
Tenemos un observatorio de tendencias en el sector de la energía […], y la fotovoltaica flotante empieza a despuntar a nivel mundial. Belén Linares, directora de Innovación de Energía de Acciona (En entrevista para Energías Renovables)
Tabla de contenidos
¿Qué son las plantas fotovoltaicas flotantes?
Las plantas fotovoltaicas flotantes son uno de los métodos existentes para aprovechar la energía del Sol. Lo que diferencia a esta tecnología de la tradicional es que estos sistemas fotovoltaicos flotan en una superficie de agua. Estos cuerpos se pueden ubicar en lagos naturales o artificiales, embalses, cuencas para agua potable, canales de riego o estanques para riego agrícola.
Pero el sistema de obtención de energía sigue siendo el mismo. La energía se produce gracias a la radiación del Sol, que se puede aprovechar por medio de sistemas solares fotovoltaicos. Cuando la radiación del Sol impacta una célula fotoeléctrica se produce una diferencia de energía y los electrones empiezan a generar electricidad.
La fotovoltaica flotante se comenzó a desarrollar recientemente, con un planteamiento similar al de los parques eólicos marinos. Se aprovechan superficies que no se les esté dando ningún uso en un espacio sin rigurosidad (obstáculos como vegetación o construcciones humanas).
Los paneles solares se instalan sobre flotadores unidos entre sí; se busca que el conjunto tenga solidez para evitar los movimientos bruscos del agua. El sistema se compone de un sistema flotante; un sistema de amarre, que busca limitar el movimiento de la estructura flotante; un sistema fotovoltaico; y un cable submarino para transmitir la energía generada.
Algunos estudios afirman que las plantas fotovoltaicas flotantes son más eficientes que las terrestres. Pues pueden instalarse en grandes superficies acuáticas y, además, porque el agua permite refrigerar los paneles. De esta forma, se limita la degradación a largo plazo de la estructura.
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Historia y evolución de la fotovoltaica flotante
Japón fue el primer país en construir un sistema fotovoltaico flotante, en 2007. A partir de ahí, se registraron diferentes patentes de este sistema en Estados Unidos, Francia, Italia y el propio Japón. Los primeros sistemas solían realizarse a pequeña escala.
Según el informe del Banco Mundial «Where Sun meets water», fue en 2008, en California, cuando se construyó la primera instalación comercial, con una capacidad de 175 kWp. El sistema se ubicó encima de un depósito de agua para evitar ocupar tierras destinadas al cultivo uvas.
No obstante, no fue sino hasta 2013 cuando surgieron las instalaciones fotovoltaicas flotantes medianas y grandes. Después de su desarrollo inicial concentrado en Japón, Corea y los Estados Unidos, se expandió a numerosos países del mundo.
Ventajas y desventajas de las plantas solares flotantes
Ventajas de las plantas solares flotantes
Menor consumo de suelo: Se evitan los obstáculos de la adquisición de tierras y se evitan grandes construcciones.
Mayor eficiencia: Los paneles solares flotantes han demostrado un rendimiento mejor y más vida útil que los instalados en tierra, gracias al sistema de refrigeración que genera el agua.
Más electricidad: Según algunos estudios, un sistema flotante puede producir entre un 7 % y un 15 % más de electricidad que uno en tierra firme.
Ahorro de agua: En las áreas acuáticas que tengan sistemas fotovoltaicos flotantes, se limitaría la evaporación del agua. Así, es posible ahorrar grandes cantidades de agua, dependiendo de la cobertura de la cuenca.
Rápida implementación: Gracias a que no tiene una estructura fija, son más fáciles de administrar.
Mantenimiento reducido: En el agua se reduce la frecuencia de limpieza de los paneles, ya que la cantidad de polvo que llega a ellos es menor. Además, no es necesario cortar frecuentemente la vegetación que crece del suelo.
Mayor reciclabilidad: Al no tener una estructura fija, se reduce el uso de materiales no reciclables, sobre todo de plástico, acero y aluminio.
Desventajas de la fotovoltaica flotante
Falta de investigación: Al ser una tecnología relativamente nueva, todavía hay factores que deben analizarse en el largo plazo, como el impacto ecológico en el ecosistema del agua.
Desplazamiento en el agua: Uno de los desafíos es asegurar que los paneles no se desplacen mucho en el agua. Para ello, se realizan amarres con cables para acercarlos a la superficie o se desarrollan sistemas de anclaje. Las investigaciones continúan.
Dificultades en el mar: El mar es también una superficie de agua donde se puede instalar esta tecnología. No obstante, se deben solucionar diferentes aspectos para que sea eficiente. Entre ellos se encuentra la amenaza de las olas, que puede provocar daños en las estructuras, y la corrosión por la sal marina.
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Plantas fotovoltaicas flotantes en el mundo
Con el tiempo, el tamaño de las instalaciones fotovoltaicas flotantes ha aumentado. A finales de 2019, creció el número de plantas con capacidades superiores a los 100 MW. De acuerdo con la investigación del Instituto de Investigación de la Energía Solar de Singapur, la capacidad mundial de esta energía alcanzó más de 1,6 GW en 2019. Es decir, se presentó un aumento de más del 35 % en comparación con 2018.
China es el primer país en el mundo en número de plantas fotovoltaicas flotantes. De hecho, entre las 20 plantas solares flotantes más grandes del mundo, 12 se encuentran en el gigante asiático. Las otras ocho se pueden encontrar en Vietnam, Francia, Países Bajos, Tailandia, Taiwán y Japón. Asia es donde más se ha desarrollado esta tecnología y cuenta con el 94 % de la capacidad de esta energía en el mundo.
Aun así, en el resto del mundo comienzan a desarrollarse proyectos solares flotantes. Por ejemplo, Brasil construyó en 2019 el parque flotante más grande de América del Sur en la presa hidroeléctrica de Sobradinho. Este tiene una capacidad de 1 MW y su capacidad se pretende expandir a los 2,5 MW.
5 plantas solares flotantes en el mundo
Huainan City, China
Es la planta fotovoltaica flotante más grande del mundo. La planta tiene capacidad de 40 MW. Se encuentra en una zona de subsidencia de minería de carbón de Huainan. El proyecto se dividió en dos. La primera fase conectada en abril de 2016, brindó una capacidad de 20 MW. La segunda fase se completó pocos años después. La inversión total será de 462 millones de dólares.
Yamakura, Japón
Cuenta con una capacidad de 13,7 MW. Se ubica en un embalse en la presa de Yamakura en Ichihara, Chiba. Comenzó a operar en 2018 y tiene la capacidad de abastecer a 4 700 hogares. La planta tiene una superficie de 180 mil metros cuadrados y 50 904 módulos solares.
O’MEGA, Francia
Está instalada en Piolenc, al sureste de Francia. Es una instalación de 17 hectáreas, compuesta por 46 000 paneles flotantes. La planta se instaló en un lago artificial y cuenta con una potencia de 17 MW. Es decir, la planta puede producir electricidad para 4 733 hogares. Es el primer proyecto de este tipo en Francia.
Queen Elizabeth II Reservoir, Reino Unido
La planta flotante Queen Elizabeth II Reservoir la desarrolló Lightsource Renewable Energy, en el oeste de Londres. El proyecto se compone de 23 000 paneles fotovoltaicos, 61 000 flotadores y 177 anclajes. De esta forma, tiene una capacidad de 6,3 MW y produce energía para 1 800 hogares.
Otae Reservoir, Corea del Sur
Se construyó en 2015, en el embalse Otae en SangJu. El desarrollador fue LG CNS. Tiene una capacidad de 3 MW y cuenta con paneles solares que cubren 64 000 metros cuadrados de superficie de agua. Genera suficiente energía para cerca de 2 500 hogares.
El futuro de la fotovoltaica flotante
Según el informe Where Sun meets water del Banco Mundial, la energía fotovoltaica flotante tiene un potencial global de 400 GW. Se dice que esta energía podría superar la capacidad instalada de la energía en tierra. Hay más de 400 000 km2 de depósitos de agua artificiales en el mundo. Ello, en términos de superficie disponible, sugiere que la energía tiene un enorme potencial.
La capacidad de la fotovoltaica flotante, tras 13 años de desarrollo, ha alcanzado los 1,1 GWp. En el año 2000, la fotovoltaica terrestre alcanzó este hito y, 20 años después, su capacidad supera los 400 GWp. Con estas cifras, el informe prevé que habrá una aceleración en el crecimiento de la fotovoltaica flotante.
Asimismo, según una investigación de Wood Mackenzie, desde 2015, el tamaño promedio global de las plantas solares flotantes ha aumentado y se espera que lo siga haciendo. Además, se prevé que la demanda mundial de esta energía crezca un 22 % entre 2019 y 2024. De esta forma, para 2022, quizás abastezca el 2% de la demanda solar mundial.
Con las limitaciones que plantean las instalaciones de paneles solares en tierra, la fotovoltaica flotante ofrece múltiples beneficios. Así, se establece el potencial de un desarrollo que comenzó en Asia y empieza a expandirse por todo el mundo. Por ejemplo, un estudio del Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Estados Unidos sugirió que esta energía podría suministrar el 10 % de la electricidad del país.
Por otra parte, se prevé que las instalaciones de fotovoltaica flotante impulsen otro ámbito de las renovables: la eólica marina flotante. El objetivo es que se complementen y poder optimizar los recursos.
Palabras finales
La energía fotovoltaica flotante ha permitido aprovechar espacios inesperados para generar energías limpias. Dado su rápido desarrollo, se puede suponer que muy pronto comenzará a ganar más importancia dentro de los proyectos energéticos en los distintos países del mundo.
Sin embargo, su relativamente reciente creación también nos obliga a no obviar las afectaciones que pueda tener. La continua investigación, entonces, resulta esencial para que su desarrollo obtenga los mejores resultados.
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