Un proyecto fotovoltaico flotante de Chenya Energy
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El océano podría ser la próxima frontera para la industria de la energía solar en rápida expansión en el mundo. Ése es el hallazgo de un estudio que muestra que una granja solar flotante frente a la costa de Taiwán produce más electricidad y más ganancias que una granja solar cercana en tierra.
Taiwán tiene aproximadamente el mismo tamaño que los Países Bajos, pero es mayoritariamente montañoso y tiene 5 millones de habitantes más, lo que significa que los espacios abiertos son escasos. Como posible solución, Chenya Energy construyó un proyecto fotovoltaico flotante marino (OFPV) de 181 megavatios, a veces llamado “floatovoltaico”, en 1,8 kilómetros cuadrados de agua en la bahía protegida de un parque industrial en el oeste de Taiwán en 2020-21.
El año anterior, la Taiwan Power Company había construido un proyecto fotovoltaico terrestre (LPV) de 100 megavatios en 1,4 kilómetros cuadrados cerca de la bahía, lo que proporciona una comparación ideal una vez que los investigadores excluyeron los 81 megavatios adicionales de capacidad de la instalación solar flotante.
Descubrieron que, libra por libra, la energía solar flotante produce un 12 por ciento más de electricidad que la energía solar terrestre. Aunque tiene costos de operación y mantenimiento ligeramente más altos, genera un beneficio neto del 11 por ciento, frente al 8 por ciento de la energía solar terrestre.
“Instalar el sistema fotovoltaico en el mar, sobre el agua, es más difícil que instalar el sistema fotovoltaico en el suelo”, dice el autor principal, Ching-Feng Chen, de la Universidad Nacional de Tecnología de Taipei. Pero “para la reducción de carbono y de emisiones, el OFPV es mucho mejor que el LPV”.
Se han construido más de 1.100 sistemas solares flotantes en lagos y embalses, principalmente en China y otros países asiáticos densamente poblados.
Si bien el principal atractivo es que no quitan tierra para la agricultura o el desarrollo, también pueden generar hasta un 20 por ciento más de electricidad que los sistemas terrestres, aunque esa cifra varía mucho de un sitio a otro. La mejora del rendimiento se debe al hecho de que la eficiencia de los paneles solares disminuye a medida que aumentan las temperaturas y a que las condiciones suelen ser entre 2 y 3 °C más frías sobre el agua que sobre la tierra. Los vientos más fuertes que se experimentan sobre grandes masas de agua también contribuyen a este efecto de enfriamiento.
“El principal enemigo es el calor”, afirma Chen.
La energía solar flotante en el océano, donde las temperaturas son incluso más bajas que en lagos y embalses, puede producir aún más electricidad. Pero también es más difícil de construir y sólo se han implementado unos pocos proyectos. El más grande está en China, un sistema de 1 gigavatio en aguas poco profundas frente a la costa de la provincia de Shandong.
Un marco de paneles solares está sujeto a boyas y anclado al fondo del océano. El sistema solar flotante de Taiwán descansa directamente sobre el fondo del mar cuando la marea está baja.
En general, se espera que los costos de instalación sean alrededor de un 30 por ciento más altos en el mar que en tierra porque los sistemas tienen que resistir la humedad, el óxido, la sal y las olas, dice Chen.
También se acumula sal y excrementos de pájaros. Los empleados del proyecto de Taiwán tienen que limpiar los paneles de las pasarelas y patrullar en busca de madera flotante y escombros en motos acuáticas. Pero la mayor producción de electricidad compensará con creces estos costos durante la vida útil del proyecto.
El estudio de Chen no consideró el desgaste a largo plazo de las olas y tormentas. Eso podría convertirse en un factor más importante a medida que los parques eólicos marinos consideren el uso de energía solar flotante para generar energía cuando no sopla el viento. La energía eólica y solar combinadas, que cubran el 1 por ciento de la superficie oceánica adecuada, podrían proporcionar casi el 30 por ciento de la demanda mundial de electricidad en 2050, según un estudio publicado el año pasado.
Empresas alemanas y holandesas han estado probando dos proyectos solares a unos 12 kilómetros de la costa de los Países Bajos, uno de los cuales ha sobrevivido a olas de hasta 10 metros desde 2019. Pero el año pasado, Shell y Eneco retiraron otro sistema solar flotante frente a la costa de los Países Bajos, este instalado en el parque eólico marino Hollandse Kust Noord, después de que un conector eléctrico defectuoso provocara un sobrecalentamiento.
Otra preocupación es que la energía fotovoltaica flotante ensombrece la columna de agua y reduce la mezcla del viento, lo que puede disminuir el oxígeno y la luz disponibles para la vida acuática como el fitoplancton y las algas marinas.
“Si lo haces más lejos de la costa, entonces tal vez las olas y las condiciones climáticas, etc., se vuelvan más problemáticas, pero cuanto más cerca de la costa, menos favorable para la biodiversidad”, dice Vincent Bax de la Universidad de Ciencias Aplicadas HZ en los Países Bajos.
Sin embargo, dado que afecta menos a las actividades humanas que la energía solar terrestre, “definitivamente existe potencial para esta tecnología”, afirma.
Debido a que la energía fotovoltaica marina es un desafío técnico, Chen cree que se expandirá principalmente en islas soleadas que no tienen mucha energía eólica marina, como Taiwán, Japón, Indonesia y las naciones del Caribe.
“La ubicación es muy importante”, afirma.
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