Fotovoltaica flotante, una opción en ascenso y con un enorme potencial

La energía solar está en pleno ‘boom’. Según la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA), hay más de 480 GW de capacidad solar fotovoltaica (FV) conectada a la red en todo el mundo, de los que alrededor de 175 GW solo en China. Con los costos de la energía solar fotovoltaica cayendo de manera importante -76% desde 2009- se prevé que crezca mucho más. De hecho, la consultora DNV-GL dice que la energía solar podría tener una participación del 40% de la generación eléctrica mundial para 2050, mientras que Shell proyecta que el suministro de energía solar sea del 32% para el 2070.

Sin embargo, hay límites para el despliegue solar fotovoltaico en tierra. El espacio de los tejados en entornos urbanos puede no ser suficiente para proporcionar suficiente energía para una ciudad. También podría haber restricciones de uso de la tierra parta plantas solares en las zonas rurales. En este caso, «impulsar la construcción de sistemas fotovoltaicos flotantes en embalses y lagos, o incluso en el mar, podría resultar atractivo», dice el profesor emérito de Tecnología en la Open University del Reino Unido, Dave Elliott, en un ninteresante artículo publicado en el portal physicsworld.

Lagos y embalses

Un ímpetu mayor por montar células fotovoltaicas en flotadores o pontones evitaría el uso de tierras de cultivo preciosas, especialmente en países de alta densidad de población como Japón, que ha desarrollado muchos proyectos. «La fotovoltaica flotante también ofrece otros beneficios importantes, como que ayuda a reducir la evaporación de los embalses, lo que puede ser un problema importante, especialmente en países cálidos. También proporcionan una manera de mantener las células frescas, lo cual es especialmente vital igualmente en países con altas temperaturas, argumenta Elliott.

La energía solar flotante se ha desarrollado bastante rápido, particularmente en Asia. Según recientes estimaciones, en la actualidad hay instalado más de 1 GW de capacidad instalada en el mundo, con muchas de las instalaciones más grandes en Japón, que se ha convertido en un líder en este campo. Esta tecnología se halla expandiéndose en India, que está planeando una planta de 105 MW, mientras que Corea del Sur está perfilando un sistema de 102 MW. El proyecto más grande realizado en China tiene una capacidad de 70 MW, y fue construido con la ayuda de la firma francesa Ciel & Terre, que ha participado en muchos otros proyectos en todo el mundo.

«Si bien los costos de instalación son más altos en el mar que los paneles solares convencionales en tierra, una vez instalado, el rendimiento de la celda es mejor debido al efecto de enfriamiento», dice Elliott en su artículo

Fuera de Asia, se han construido algunos proyectos fotovoltaicos montados en balsa / pontón en California y en Europa, incluido uno en un lago suizo. El Reino Unido tiene algunos proyectos grandes en embalses y planes de construir varios más. Y también se están poniendo en marcha proyectos en EEUU, siendo el más grande uno de 4,4 MW en Sayreville, Nueva Jersey.

Aunque el objetivo principal de algunos de los primeros proyectos de EEUU era abordar los problemas de evaporación de yacimientos en áreas propensas a la sequía, una revisión de la Universidad de Yale sugirió que el potencial energético era grande. «Si el 6% de la superficie del lago Mead se dedicara a la energía solar, el rendimiento sería de al menos 3.400 MW de capacidad de generación eléctrica, sustancialmente más que la capacidad de generación de la Presa Hoover de 2.074 MW», señala la revisión. De hecho, un estudio realizado en 2018 por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de EEUU sugirió que la energía solar flotante podría suministrar alrededor del 10% de la energía de EEUU.

El desarrollo en esa escala puede estar muy lejos, dado que la mayoría de los proyectos en el exterior solo han sido de unos pocos MW. Incluso el más grande de Europa es un proyecto de 17 MW en Francia, donde el potencial total se ha puesto en 20 GW. Sin embargo, mientras que la energía fotovoltaica flotante es claramente una forma de evitar la incursión en tierras agrícolas, sus otras características también son una atracción importante en algunos lugares, especialmente en países cálidos. Según las afirmaciones de un desarrollador de un proyecto de yacimiento en Australia, las pérdidas por evaporación podrían reducirse hasta en un 90% y las posibles mejoras de eficiencia del enfriamiento FV de hasta un 50%. Cifra que podría ser un poco alta, pero que depende del contexto climático local y de las células utilizadas.

En el mar

También existe la opción de construir las instalaciones en el mar mar con conjuntos de PV flotantes cerca de la costa, tal vez en lagunas artificiales protegidas. Japón ya tiene un proyecto de 70 MW, la Planta de Energía Solar Kagoshima Nanatsujima, que está construida sobre plataformas en un área recuperada del mar. Mientras tanto, India tiene una versión de 100 MW frente a la costa de Kerala y Singapur también ha construido una planta de energía solar flotante en alta mar en el Estrecho de Johor.

¿Hasta dónde podría llegar la energía fotovoltaica flotante? Presumiblemente no muy lejos del mar dada la aspereza del medio ambiente. Incluso en lagos y embalses del interior habrá problemas de corrosión y daños por tormentas a considerar. En todos los lugares, también habrá preocupaciones ambientales locales en términos del impacto en el ecosistema. La intrusión visual también puede ser un tema clave en algunas áreas escénicas.

«Si bien los costos de instalación también son más altos en el mar que los paneles solares convencionales en tierra, una vez instalado, el rendimiento de la celda es mejor debido al efecto de enfriamiento, por lo que los costos promedio de generación serán más bajos», dice Elliott. Ciertamente, el recurso global es bastante grande. Según un informe de Reuters para el Foro Económico Mundial, el potencial global de la tecnología es de aproximadamente 400 GW. Eso es casi tanta capacidad de generación como todos los paneles solares fotovoltaicos instalados en el mundo hasta 2017.

Sin embargo, eso puede ser una subestimación significativa. La Universidad LUT en Finlandia ha sugerido que podría haber 4.4 TW de PV flotante en los embalses de las centrales hidroeléctricas, incluso si solo se usara el 25% del área de los embalses de los 1.2 TW de plantas hidroeléctricas actuales. Eso podría generar 6.270 TWh, más del doble de la producción disponible de energía hidroeléctrica (2.500 TWh), que representa aproximadamente el 16% de la electricidad global en la actualidad.

Cuando esté disponible, la salida fotovoltaica podría alimentar directamente la red y cuando no, la energía hidroeléctrica podría usarse. LUT agrega que si también se usaran embalses no hidroeléctricos, la producción fotovoltaica sería entonces tres veces mayor que la hidroeléctrica a nivel mundial. Es un objetivo ambicioso, y aunque se tratara de una sobreestimación salvaje, ciertamente parece que una contribución global de energía del 10% sería realista para la energía fotovoltaica flotada en varias superficies.