La región suroeste de Estados Unidos se enfrenta actualmente a una grave megasequía, tan intensa que ha batido el récord de los últimos 1200 años. El suelo no había estado tan seco desde que comenzaron los registros científicos, alrededor del año 800. Esta sequía está teniendo un gran impacto en el suministro de alimentos del país, ya que el estado de California, en la costa oeste, produce más de un tercio de las verduras y tres cuartas partes de las frutas y frutos secos del país. Estas sequías sin precedentes también tienen implicaciones para el suministro de energía y agua del país.
El potencial de la energía solar
La energía solar es una fuerte competidora en la carrera de las energías renovables. Sin embargo, los paneles solares presentan algunas desventajas. Por un lado, requieren un espacio limitado, y cada vez es más difícil encontrar espacio para ellos. La energía solar en azoteas es una opción, pero está limitada por la superficie disponible en los edificios.
La innovación de las granjas solares flotantes
Una solución propuesta por investigadores de la Universidad de California es cubrir los canales de riego con paneles solares. Esta idea tiene el potencial de abordar simultáneamente las crisis hídrica y energética. La implementación de paneles fotovoltaicos flotantes, o "floatovoltaicos", es una innovación en la industria solar que ha cobrado impulso. Al colocar paneles solares en aguas abiertas, se aprovecha la superficie disponible que antes se desaprovechaba.
Cómo funcionan las granjas solares flotantes
Floatovoltaics funcionan con un principio similar a los paneles solares terrestres. Captan la energía solar y la convierten en electricidad, que luego se envía a la red. Cuando los paneles solares se instalan sobre aguas abiertas, los paneles se mantienen frescos, lo que aumenta su eficiencia. Floatovoltaics no son apropiados para todos los biomas y es posible que deban complementarse con otras fuentes de energía renovable, según su ubicación.
Las ventajas de las granjas solares flotantes
Las ventajas de las granjas solares flotantes son significativas. Usan espacios de trabajo que no se usaban anteriormente, y los cuerpos de agua hechos por el hombre, como acueductos, canales y embalses, generalmente son tranquilos, de acceso relativamente fácil y menos perturbadores para la vida acuática. Las granjas solares flotantes son particularmente ventajosas en condiciones de calor, que se están intensificando debido al cambio climático. El efecto de enfriamiento producido por los paneles significa que la eficiencia es hasta 15% más alta que la de la energía solar clásica sin litoral. La combinación de energía hidroeléctrica con energía solar flotante es un ejemplo. La mayoría de las represas hidroeléctricas tienen un lago cercano para contener el exceso de agua. La energía solar flotante se puede instalar en estos lagos y enviar electricidad directamente a la infraestructura ya existente en la planta, lo que da como resultado una mayor producción de energía con solo unos pocos ajustes.
Cómo la energía solar flotante puede ayudar a resolver la crisis del agua
La energía solar fotovoltaica flotante sobre canal, en particular, es especialmente ventajosa en condiciones de calor, que se están intensificando debido al cambio climático. Cubrir un canal con paneles solares produce energía limpia, ahorra espacio y ayuda a proteger el agua de la evaporación. Al cubrir los kilómetros de canales de riego de California con paneles solares, se estima que se podrían ahorrar más de 250 000 millones de litros de agua al año gracias a la reducción de la evaporación. Esto equivale a las necesidades de agua residencial de unos 2 millones de personas o a lo suficiente para regar unas 20 000 hectáreas de tierras agrícolas.
El futuro de las granjas solares flotantes
California está tomando medidas para funcionar con electricidad libre de carbono para 2045. Al cubrir todos los canales y acueductos de California con paneles solares, se estima que podrían generar 13 GW de energía solar, lo que representa aproximadamente la mitad de lo que se necesita para alcanzar sus objetivos de energía limpia. El estado cuenta con el sistema de conducción de agua más grande del mundo, con 6400 kilómetros de canales de riego que distribuyen agua a los agricultores de todo el estado. Esto lo convierte en un lugar privilegiado para la implementación de parques solares flotantes. De hecho, la Universidad de California propuso una solución que podría abordar simultáneamente las crisis hídrica y energética: cubrir los canales de riego con paneles solares.
El concepto de parques solares flotantes no es nuevo y se ha implementado con éxito en muchas partes del mundo. Estos parques suelen instalarse en masas de agua artificiales, como canales, embalses y acueductos. Aprovechan la superficie previamente desaprovechada para generar energía limpia y fiable. En cuanto a la ubicación de los parques solares flotantes, las masas de agua artificiales, como acueductos, canales y embalses, son los lugares ideales. Esto se debe a que suelen ser tranquilas, de fácil acceso y menos perjudiciales para la vida acuática.
La energía flotante, como a veces se la denomina, es un excelente ejemplo de cómo los paneles solares pueden integrarse con su entorno para crear una relación simbiótica. Estos paneles solares están protegidos del viento y las tormentas, y consumen mucha menos agua a la sombra. A su vez, los propios cultivos mantienen los paneles más frescos, lo que les permite funcionar mejor. Los efectos negativos en la eficiencia se agravan significativamente en zonas donde las temperaturas pueden superar los 50 °C (122 °F).
En cuanto al futuro de los parques solares flotantes, hay mucho que esperar. Los investigadores estiman que cubrir tan solo 101TP³T de los embalses hidroeléctricos del mundo con paneles solares generaría casi 4000 GW de capacidad solar. Esto equivale a la capacidad de generación de electricidad de todas las plantas basadas en combustibles fósiles del mundo.
Países como Brasil y Canadá solo necesitarían unos 51 TP³T de sus embalses cubiertos por paneles para satisfacer sus necesidades de energía solar. En Estados Unidos, el parque solar flotante más grande del país, el Parque Solar Flotante de Healdsburg, produce 44,8 MW y se ubica sobre dos estanques que abarcan 6 hectáreas. Proporciona 81 TP³T de la demanda anual de electricidad de Healdsburg y utiliza paneles solares de doble cara para captar la luz solar y los rayos que se reflejan en el agua.
El ambicioso Proyecto Nexus de California, el primero de su tipo en el estado, busca cubrir los canales del estado con paneles solares para finales de 2023. Esta fase piloto busca demostrar la viabilidad del concepto, y el proyecto cuenta ahora con una financiación de $20 millones en el presupuesto estatal actual, y se espera que la construcción comience este otoño. El objetivo es instalar aproximadamente 8,500 pies de paneles solares en tres secciones de los canales del Distrito de Riego de Turlock, con una anchura que varía entre 20 y 100 pies.
Los investigadores monitorearán los factores que afectan la productividad, como la diferencia entre la suspensión con cables y el montaje con soporte de celosía de acero, y el rendimiento de los diseños de paneles solares monofaciales frente a los bifaciales. También examinarán soluciones de almacenamiento para apoyar la red eléctrica local durante cortes de suministro o nubosidad.
En conclusión, los parques solares flotantes son una solución prometedora a los desafíos que enfrenta la industria energética. Con el aumento de la población mundial, la demanda de energía se encuentra en su punto más alto. Simultáneamente, existe una creciente necesidad de reducir la huella de carbono de la producción energética. Los parques solares flotantes pueden ofrecer la solución perfecta a estos desafíos, proporcionando energía limpia y renovable sin comprometer el medio ambiente. La implementación exitosa de estos parques en California y en todo el mundo podría ser la clave para un futuro sostenible.
