La instalación de paneles fotovoltaicos continua creciendo en todo el mundo. A finales de 2017 había 403,3 GWp en todo el planeta, mientras que 2018 cerró con cerca de 512 GWp, un 27% más. Históricamente el ritmo de crecimiento ha rondado el 30% los últimos años. ¿Nos vamos a quedar sin espacio para placas solares?
Una alternativa a la falta de espacio es hacer uso de las masas de agua sin uso, tales como lagos sin valor ecológico, instalaciones hidroeléctricas o en mar abierto (offshore). Gracias a la masa de agua la dispersión del calor en la placa fotovoltaica es mucho mayor, aumentando considerablemente su eficiencia.
¿Cómo funciona un panel fotovoltaico?
Todos conocemos la forma de un panel solar, la hemos visto frecuentemente. Pero, ¿cómo funciona? ¿Cómo genera electricidad? Lo hace gracias al efecto fotovoltaico, que genera una corriente eléctrica entre dos piezas de material semiconductor diferente en contacto expuestas a la luz.
El motivo es que la unión de dos elementos semiconductores genera una diferencia de potencial. Los fotones del Sol aportan energía a los electrones de estos semiconductores, liberándolos de sus arneses químicos, y la diferencia de potencial hace que se desplacen o salten de una capa a otra. Ese desplazamiento es la energía generada por el panel.
Los paneles fotovoltaicos funcionan cada año mejor, aumentando su eficiencia y reduciendo el coste. En 2014 esta fuente de generación de energía eléctrica superó en costes al carbón. Pero los paneles aún tienen puntos de mejora, como su refrigeración. El generar energía los calienta, y eso reduce mucho la eficiencia. Por ello el agua puede ser un buen aliado.
Por qué instalar paneles solares sobre agua
Cerca del 70% del planeta es superficie acuática, y parte de esa superficie carece de valor ecológico, por lo que el impacto de una pequeña balsa solar no afectaría a la vida bajo ella. Por ejemplo, un embalse atrapado por una presa construida para generar energía hídrica. Este entorno acuático artificial no tiene una función biológica en el ecosistema, ha sido diseñado simplemente como depósito.
Sin embargo, su construcción sí ha tenido un impacto sobre el entorno. Construir una presa desplaza fauna y flora, por lo que “amortizar” esta infraestructura con la instalación de fotovoltaica puede ayudar no a minimizar el impacto ambiental ya realizado, pero sí evita aumentarlo al instalar los paneles en otro espacio.
Lagos, lagunas, embalses e incluso ríos anchos son espacios interesantes a la hora de instalar paneles solares debido a la capacidad del agua para refrigerarlos. Eso sí, ha de existir siempre un estudio ambiental que demuestre que el ecosistema no sufrirá con la subida gradual del agua.
Como mencionábamos previamente, un punto a favor de construir plantas fotovoltaicas sobre masas de agua es el modo en que el calor se disipa (hacia el agua). La temperatura recorre la estructura, generalmente sumergida, y calienta el agua enfriando las placas. Frente a la construcción en tejados o sobre suelo esto implica una mayor eficiencia para los paneles.
Plantas solares flotantes como Kyocera TLC (arriba, 2016) o Hyoshiga Ike (2019), ambas en Japón, evitan el impacto ambiental de las centrales térmicas o nucleares. Pero, ¿por qué no se instalan en el mar?
Plantas fotovoltaicas ‘offshore’
Las masas de agua abiertas, como mares y océanos, son más interesantes de cara a la generación de energía solar. Pero ocurre que las desventajas también son amplias. Holanda lleva años trabajando en su “granja flotante” bautizada Zon-op-Zee (el Sol en el mar), y aún tiene muchos retos que superar.
El aumento de la eficiencia al construir sobre el agua no lo es todo. Una granja solar offshore necesita algún tipo de anclaje al fondo marino, por ejemplo, para evitar que los vientos de más de 200 m/s la arrastren. A esto hay que sumar que la plataforma ha de resistir oleajes que pueden superar los 10 m.
Un buen diseño de balsa es clave para hacer frente a las inclemencias del tiempo. Dado que el mantenimiento es más complejo que en tierra, estas plantas fotovoltaicas han de durar décadas de tormentas en el mar, maremotos, e incluso la colisión ocasional con algún barco. Eso, y aguantar el paso del tiempo.
El mayor problema de las plantas solares offshore no es físico sino químico. La sal y el salitre son elementos corrosivos que dañan los paneles y deterioran las estructuras, reduciendo mucho su vida útil. Aún no disponemos de la tecnología para hacer durables este tipo de centrales de energía.
Solar sobre agua, distribuida
Lo que sí hemos aprendido a hacer es energía solar sobre agua, ya sea en lagos, ríos o pantanos, y energía solar distribuida. Aunque resulta obvio que instalar una planta solar sobre un lago podría causar desperfectos en el ecosistema, ¿cabría la posibilidad de instalar un par de paneles o tres?
Una idea interesante es la de crear pequeñas granjas locales distribuidas para dar servicio a vecinos en el linde de las aguas. Hyoshiga Ike da energía para más de 800 familias y, pese a su aparente gran tamaño, es una posibilidad futura para países como España.
Hyoshiga Ike mide 60,678 m2 (6 ha), mientras que embalses como el de San Juan alcanzan las 650 ha, el embalse de Yesa llega a las 2089 ha y el de Iznájar incorpora nada menos que 2522 ha. No es necesario cubrir completamente estos pantanos para instalar fotovoltaica, y algo similar ocurre con otras cuencas.
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