Energía solar fotovoltaica flotante

¿Conoces la energía solar fotovoltaica flotante?

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La energía solar fotovoltaica ya casi no necesita presentación. Es básicamente aquella que emplea la radiación solar para producir electricidad. Para ello, requiere tres elementos: módulos fotovoltaicos, que transforman los fotones de la luz en energía eléctrica; inversores, que convierten la corriente eléctrica continua en corriente alterna y por tanto en apta 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, la que producen los paneles solares, en corriente alterna, que podemos utilizar. Esta transformación la consigue por medio de dispositivos de electrónica de potencia (transistores, tiristores, bobinas, condensadores, etc.) que consiguen transformar una corriente lineal, en una corriente sinusoidal de igual forma que la que utilizamos en nuestras casas y empresas.
 
Históricamente, las instalaciones fotovoltaicas, ya fueran plantas de generación conectadas a la red o dirigidas al autoconsumo, se han colocado en lugares en los que la climatología propiciaba un buen número de horas de sol al año y siempre en suelo o tejados. Sin embargo, de esa manera se estaban descartando otros recursos muy importantes: los pantanos y embalses y, en último lugar, el mar. Así nació la fotovoltaica flotante que utiliza 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 ya que, en el mundo, hay más de 400.000 kilómetros cuadrados de depósitos artificiales de agua, esto es, pantanos, embalses y similares.
 
Esta variante de la energía solar fotovoltaica va despuntando en Asia, especialmente en China (un total de 1,3 GWp) y con más del 85% desplegado en el este y el 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 se refiere a Europa, Países Bajos ya cuenta con varias plantas fotovoltaicas flotantes mientras que, en el caso de España, esta iniciativa es especialmente interesante porque es el país de la Unión Europea con más infraestructuras de este tipo, ya sean pantanos, embalses o presas, concretamente 1.225, según el Inventario de Empresas y Embalses del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación.

En Iberdrola, llevamos décadas innovando, especialmente en lo que a energías renovables se refiere, y por ello, también está en desarrollo la implantación de distintas instalaciones de energía solar fotovoltaica flotante. 

¿Cómo funciona una planta fotovoltaica flotante?
 

Las plantas fotovoltaicas flotantes tienen muchas similitudes con las fotovoltaicas tradicionales, pero también algunas diferencias, sobre todo en lo que se refiere al anclaje, el sistema de flotación y la evacuación de la energía desde la planta.
 
Los módulos fotovoltaicos flotantes, generalmente, son iguales a los instalados en tierra y suelen ser bifaciales ya que este tipo, al ser dual glass, protegen mejor de la humedad y la corrosión. En cuanto al sistema eléctrico, se están desarrollando estructuras tipo barcaza con mucha flotabilidad que se emplean tanto para inversores como incluso para los transformadores. Lo mismo sucede con los cables donde, se están dando importantes soluciones innovadoras en lo que a soluciones flotantes se refiere.

En cuanto al sistema de flotación, hay esencialmente cuatro tipos, aunque se empieza a innovar hacia tipos mixtos. Estos cuatro modelos serían:

• Puros: En estos sistemas, los paneles fotovoltaicos se encuentran situados sobre el sistema de flotación. En estos sistemas, es importante calcular el ángulo máximo de inclinación para compensar el incremento de coste de coste de los sistemas de anclaje debido a las y, , las cargas sobre la estructura con el posible aumento de producción mediante la optimización del ángulo de inclinación.

• Metálicos: Cuentan con una estructura de acero soportada por un sistema flotante sobre la que se apoyan los paneles fotovoltaicos y, aunque ofrecen una mejor refrigeración impactando sobre la producción, los costes de los sistemas de flotación pueden ser más elevados.

• De membrana: En estos sistemas, los módulos apoyan directamente sobre la membrana en contacto con el agua. En estos sistemas, si bien las cargas son menores, se puede penalizar la producción 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 anclaje, una de las claves de la energía solar fotovoltaica y fundamentales para mantener la plataforma en posición. En este aspecto, lo primero es llevar a cabo una batimetría, es decir, un estudio topográfico del fondo, ya que este no suele ser regular. Además, también es importante tener en cuenta que hay que dejar que la instalación tenga ciertos movimientos además de contar con 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. Los tres tipos más habituales de anclajes son:

• Anclaje en el fondo
• Anclaje en la orilla
• Pilotes
   

Ventajas e inconvenientes de la fotovoltaica flotante
 

Además, la fotovoltaica flotante cuenta además con una serie de ventajas respecto a la solar fotovoltaica tradicional, que son:
 
  Reduce la evaporación
Protege la masa de agua de una elevada evaporación haciendo a su vez que se ahorre agua.
 
 Preserva de las algas
Especialmente en verano, estas instalaciones protegen del crecimiento desmedido de algas ya que reduce la eutrofización>

 Previene la erosión
La fotovoltaica flotante evita que las rachas de viento más fuertes erosionen las orillas.

Producción: 

• Factores positivos: habitualmente mejor refrigeración lo que conlleva un aumento de la producción.
• Factores negativos: tilt limitados de los modelos actuales de flotadores que dependiendo de la ubicación puede tener efecto significativo en la producción. 

En cuanto a los inconvenientes de este tipo de energía solar fotovoltaica, la mayoría tienen que ver con que la tecnología aún no está completamente desarrollada y hay aún poca experiencia en este tipo de instalaciones por lo que se trata de un importante desafío al que hacer frente. Estos inconvenientes podrían resumirse en tres:
 

• Las operaciones de mantenimiento pueden ser más complicadas y requerir de buzos existiendo incertidumbre en sus costes. 
• Los costes de inversión son actualmente más elevados que la fotovoltaica en tierra. 
• Incertidumbre sobre cómo se pueden comportar elementos como los paneles o los anclajes en entornos húmedos o salinos.