¿Conoces la energía solar fotovoltaica flotante?

La energía solar fotovoltaica es una de las fuentes de energía renovable más importantes y consolidadas. En los últimos años ha ido ganando terreno la energía solar fotovoltaica flotante, que, según el Banco Mundial, podría duplicar la capacidad instalada. Actualmente, ha pasado de 61 MW en 2015 a más de 3 GW en 2021, con 688 MW añadidos solo en 2020.

La energía fotovoltaica flotante aprovecha la superficie de importantes masas de agua para instalar paneles fotovoltaicos flotantes.

La energía solar fotovoltaica no necesita casi presentación. Básicamente, utiliza la radiación solar para producir electricidad. Para ello, requiere de tres elementos: los módulos fotovoltaicos, que convierten los fotones de luz en energía eléctrica; los inversores, que convierten la corriente continua en corriente alterna y, por tanto, en electricidad para el consumo; y los transformadores, que elevan la tensión para reducir las pérdidas eléctricas. En detalle, el inversor fotovoltaico tiene la función de convertir la corriente continua, que es producida por los paneles solares, en corriente alterna, que podemos utilizar. Esta transformación se consigue mediante dispositivos de electrónica de potencia (transistores, tiristores, bobinas, condensadores, etc.) que consiguen transformar una corriente lineal en una corriente senoidal del mismo modo que utilizamos en nuestros hogares y negocios.

Históricamente, las instalaciones fotovoltaicas, ya sean plantas de generación conectadas a la red o para autoconsumo, se han situado en lugares donde la climatología era propicia para un buen número de horas de sol al año y siempre sobre el suelo o sobre los tejados. Sin embargo, de esta forma se estaban descartando otros recursos muy importantes: marismas y embalses y, por último, el mar. Así nació la fotovoltaica flotante, que aprovecha la superficie de estas importantes masas de agua para instalar paneles fotovoltaicos flotantes. Según el Banco Mundial, la energía solar flotante podría duplicar la capacidad instalada existente de energía solar porque en el mundo hay más de 400.000 kilómetros cuadrados de embalses artificiales de agua, es decir, pantanos, embalses y similares.

Esta variante de la solar fotovoltaica está ganando fuerza en Asia, especialmente en China (un total de 1,3 GWp) y con más del 85% desplegado en el este y sudeste asiático. Un ejemplo es Singapur, que inauguró una planta de 60 MWp en junio de 2021 y ha solicitado un estudio para otros 140 MW. En lo que a Europa se refiere, Países Bajos ya cuenta con varias plantas fotovoltaicas flotantes mientras que, en el caso de España, esta iniciativa resulta especialmente interesante por ser el país de la Unión Europea con más infraestructuras de este tipo, ya sean embalses, presas o diques, en concreto 1.225, según el Inventario de Empresas y Embalses del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

¿Cómo funciona una planta fotovoltaica flotante?

Las plantas fotovoltaicas flotantes presentan muchas similitudes con las plantas fotovoltaicas tradicionales, pero también algunas diferencias, sobre todo en lo que se refiere al anclaje, al sistema de flotación y a la evacuación de energía de la planta. Los módulos fotovoltaicos flotantes son en general iguales a los instalados en tierra y suelen ser bifaciales ya que este tipo, al ser de doble vidrio, proporciona una mejor protección contra la humedad y la corrosión. En cuanto al sistema eléctrico, se están desarrollando estructuras tipo barcaza con alta flotabilidad, que se utilizan tanto para inversores como incluso para transformadores. Lo mismo ocurre con los cables, donde se están desarrollando importantes soluciones innovadoras para las soluciones flotantes.

En cuanto al sistema flotante, existen básicamente cuatro tipos, aunque la innovación empieza a orientarse hacia los tipos mixtos. Estos cuatro modelos son los siguientes:

• Puro: En estos sistemas los paneles fotovoltaicos se ubican por encima del sistema de flotación. En estos sistemas es importante calcular el ángulo máximo de inclinación para compensar el incremento de coste de los sistemas de anclaje por las cargas sobre la estructura con el posible aumento de producción mediante la optimización del ángulo de inclinación.
• Metálicos: Tienen una estructura de acero soportada por un sistema flotante sobre el que se apoyan los paneles fotovoltaicos y, aunque ofrecen una mejor refrigeración con impacto en la producción, los costos de los sistemas flotantes pueden ser más elevados.
• Membrana: En estos sistemas los módulos descansan directamente sobre la membrana en contacto con el agua. En estos sistemas, aunque las cargas son menores, la producción puede verse penalizada en función de la ubicación de la planta.
• Otros sistemas: Sistemas con materiales alternativos, normalmente compuestos de hierro y hormigón, actualmente con un menor nivel de implantación.

Y por último, los sistemas de fondeo, una de las claves de la energía solar fotovoltaica y fundamental para mantener la plataforma en su posición. En este aspecto, lo primero que hay que hacer es realizar un estudio batimétrico, es decir, un estudio topográfico del fondo marino, ya que este no suele ser regular. Además, también es importante tener en cuenta que la instalación debe poder tener ciertos movimientos, así como tener en cuenta que en un embalse el nivel del agua y la profundidad varían mucho, por lo que el diseño del fondeo debe tener esto en cuenta.

Ventajas y desventajas de la energía fotovoltaica flotante

Además, la fotovoltaica flotante también presenta una serie de ventajas frente a la solar fotovoltaica tradicional, que son:

Reduce la evaporación
Protege la masa de agua de la alta evaporación y ahorra agua.

Protege contra las algas
Especialmente en verano, estas instalaciones protegen contra el crecimiento excesivo de algas reduciendo la eutrofización.

Previene la erosión
La energía fotovoltaica flotante evita que las fuertes rachas de viento erosionen las costas.

Producción: Factores positivos: generalmente una mejor refrigeración que conduce a una mayor producción.