La energía solar flotante , a veces llamada energía solar flotante , se refiere a una instalación de producción de energía solar montada en una estructura que flota sobre un cuerpo de agua, típicamente una cuenca artificial o un lago.
Se pueden distinguir dos tipos de sistemas: FPV o Flotante fotovoltaico , que utiliza paneles fotovoltaicos montados en la plataforma, y Energía solar concentrada flotante , que utiliza espejos que redireccionan la energía solar a una torre.
FPV
Esta tecnología ha tenido un rápido crecimiento en el mercado de las energías renovables desde 2016. Las primeras 20 plantas, de unas pocas decenas de kWp, se han construido entre 2008 y 2014 como se informa en el artículo MIRARCO [1] que analiza el nacimiento de esta tecnología.
La potencia instalada alcanzó 1,1 GW en 2018. [2] [3] Los costos de un sistema flotante son un 20-25% más altos que los de los sistemas montados en tierra. [4]
Características tecnológicas
Hay varias razones para este desarrollo:
- Sin ocupación de terrenos : la principal ventaja de las plantas fotovoltaicas flotantes es que no ocupan ningún terreno, excepto las superficies limitadas necesarias para el armario eléctrico y las conexiones a la red. Su precio es comparable al de las plantas terrestres, pero ofrecen una buena forma de evitar el consumo de la tierra . [5]
- Instalación y desmantelamiento : las plantas fotovoltaicas flotantes son más compactas que las plantas terrestres, su gestión es más sencilla y su construcción y desmantelamiento sencillos. El punto principal es que no existen estructuras fijas como los cimientos de una planta terrestre por lo que su instalación puede ser totalmente reversible.
- Ahorro de agua y calidad del agua: la cobertura parcial de cuencas puede reducir la evaporación del agua. Este resultado depende de las condiciones climáticas y del porcentaje de superficie cubierta. En climas áridos como Australia esto es una ventaja importante ya que se ahorra alrededor del 80% de la evaporación de la superficie cubierta y esto significa más de 20.000 m3 / año / ha. Esta es una característica muy útil si la cuenca se utiliza con fines de riego. [6] [7]
- Refrigeración: la estructura flotante permite la implementación de un sistema de refrigeración simple. El mecanismo de enfriamiento es natural pero también puede activarse generando una capa de agua en los módulos fotovoltaicos o utilizando un módulo fotovoltaico sumergido, el llamado SP2 (Panel Solar Fotovoltaico Sumergido). [8] En estos casos, la eficiencia global de los módulos fotovoltaicos aumenta gracias a la ausencia de deriva térmica, con una ganancia en la recolección de energía de hasta un 8-10%.
- Seguimiento: una gran plataforma flotante se puede girar fácilmente y puede realizar un seguimiento del eje vertical: esto se puede hacer sin desperdiciar energía y sin la necesidad de un aparato mecánico complejo como en las plantas fotovoltaicas terrestres. Una planta fotovoltaica flotante equipada con un sistema de seguimiento tiene un costo adicional limitado, mientras que la ganancia de energía puede oscilar entre el 15 y el 25%. [9]
- Oportunidad de almacenamiento: la presencia de agua sugiere naturalmente el uso de almacenamiento de energía por gravedad principalmente en el acoplamiento con cuencas hidroeléctricas. Sin embargo, se han explorado otras posibilidades y, en particular , se han sugerido sistemas CAES . [10]
- Control ambiental: una ventaja paralela es la contención de la floración de algas, un problema grave en los países industrializados. La cobertura parcial de las cuencas y la reducción de la luz sobre las incrustaciones biológicas justo debajo de la superficie, junto con los sistemas activos, pueden resolver este problema. Esto es solo una parte del problema más general de la gestión de una cuenca hídrica generada por actividades industriales o contaminada por ellas. Ver por ejemplo la gestión minera. [11]
- Mejora de la eficiencia: muchos estudios afirman que hay una mejora significativa en la eficiencia al colocar paneles solares sobre el agua. Estos estudios no son concluyentes y difieren en sus conclusiones. La ganancia de energía informada oscila entre el 5 y el 15%. [12] [13] [14]
Historia
Los ciudadanos estadounidenses, daneses, franceses, italianos y japoneses fueron los primeros en registrar patentes para la energía solar flotante. En Italia, la primera patente registrada, relativa a los módulos fotovoltaicos en el agua, se remonta a febrero de 2008. [15]
El grupo de investigación MIRARCO (Corporación de Investigación Aplicada y Rehabilitación de Innovación Minera de Ontario, CANADÁ) cita varias soluciones que se presentaron en los años 2008-2011 y 2012-2014. [1] Sin ser exhaustivo, las instalaciones se pueden clasificar en tres categorías:
- Plantas fotovoltaicas constituidas por módulos montados sobre pontones
- Módulos fotovoltaicos montados en balsas construidas en plástico y acero galvanizado
- Módulos fotovoltaicos montados en balsas, totalmente de plástico.
Es imposible dar un análisis detallado de las muchas pequeñas plantas flotantes fotovoltaicas construidas en los primeros 10 años. El gráfico que se muestra a continuación se basa en datos tomados de la web para FPV con más de 500 kW de potencia. En la Cumbre Asiática de Energía Limpia en Singapur (octubre de 2017), el Grupo del Banco Mundial citó dos números: 453 MWp para la instalación en 2017 y una previsión de 750 MWp para 2018.
El siguiente gráfico muestra el crecimiento de las instalaciones solares flotantes a nivel mundial desde el principio. [dieciséis]
Estados Unidos
La primera matriz solar flotante en los EE. UU. Fue una matriz de 160 kW instalada junto al Aeropuerto Internacional de Miami por Florida Power and Light en asociación con el condado de Miami-Dade en 2020. [17]
CSP flotante
La CSP flotante tiene ventajas similares a la fotovoltaica flotante. [18] [19]
Referencias
- ↑ a b K. Trapani y MR Santafe (2014). "Una revisión de las instalaciones fotovoltaicas flotantes 2007-2013". Prog. Fotovoltio: Res. Apl .
- ^ Grupo del Banco Mundial , ESMAP y SERIS. 2018. Donde el sol se encuentra con el agua: Informe del mercado solar flotante - Resumen ejecutivo . Washington, DC: Banco Mundial .
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