A medida que aumenta la demanda de energía solar, la energía solar fotovoltaica flotante (FPV) se perfila como una solución clave para las limitaciones de terreno. Una nueva investigación sugiere que la instalación de FPV en tan solo el 10% de los cuerpos de agua adecuados podría generar suficiente electricidad para satisfacer el 16% de las necesidades energéticas de algunos países. Con beneficios adicionales como la reducción de la pérdida de agua y la mejora de la fiabilidad de la red, la FPV presenta una gran oportunidad, aunque los desafíos como las limitaciones de infraestructura y los impactos ecológicos deben gestionarse con cuidado.
En vista del cambio climático, el crecimiento de la energía solar fotovoltaica ha superado consistentemente todas las proyecciones y se prevé que sea la fuente de energía renovable dominante para 2050. Sin embargo, con las crecientes presiones sobre el uso del suelo y el costo de la energía fotovoltaica instalada en edificios, las superficies de agua se están explotando cada vez más para albergar estas tecnologías.
El rápido crecimiento de la energía solar se ha atribuido a su rentabilidad y naturaleza global, junto con su flexibilidad en la implementación. Estas ventajas también han impulsado el rápido despliegue de energía solar fotovoltaica flotante (FPV) en todo el mundo en los últimos años, particularmente en cuerpos de agua artificiales. Se prevé que dicho crecimiento continúe, aprovechando los 5 millones de km2 de superficie de la Tierra que se estima que están cubiertos por lagos y embalses.
Sin embargo, hasta la fecha, como afirma una investigación reciente de Woolway et al., la falta de comprensión sobre el potencial global de las FPV ha significado que no hay suficiente información para guiar el despliegue futuro. Sin embargo, como estima una nueva investigación del equipo de las universidades de Bangor y Lancaster en el Reino Unido y sus colegas chinos, hay 14.906 TWh de potencial para la energía solar fotovoltaica flotante en más de un millón de masas de agua en todo el mundo. Y con una cobertura de superficie conservadora del 10%, la energía solar fotovoltaica flotante podría producir suficiente energía para contribuir con un promedio del 16% de las demandas de electricidad de algunos países.
Selección de ubicaciones apropiadas para la energía solar flotante
Sin embargo, como advierten los investigadores, hay varios factores que deben tenerse en cuenta al seleccionar ubicaciones apropiadas para proyectos solares flotantes. Las principales limitaciones para una masa de agua incluyen:
Está ubicada a 10 km de un centro de población.
No está situada dentro de un área protegida.
La duración de la capa de hielo es inferior a seis meses.
La masa de agua no se ha secado durante el período de estudio.
Después de seleccionar sitios considerados adecuados para albergar FPV en función de estas limitaciones, el 94% de las masas de agua estudiadas por Woolway et al. se consideraron inadecuadas según sus criterios. Esto dejó 67.893 masas de agua restantes en el conjunto de datos global de los investigadores, con una producción anual total estimada de energía de 1302 TWh en ellas.
Una fracción considerable de la producción mundial de energía de FPV se generaría a partir de masas de agua ubicadas en países específicos, incluidos los grandes como China (252 TWh), Brasil (170 TWh) y los EE. UU. (153 TWh). Sin embargo, algunos países comparativamente más pequeños también pueden producir una cantidad considerable de electricidad a partir de FPV. Se dio el ejemplo de Papúa Nueva Guinea, que con 19 TWh fue el país con la duodécima mayor producción total estimada de energía de FPV dentro del estudio. No solo está ubicado cerca del ecuador, donde la irradiancia solar es alta, sino que también alberga algunos grandes cuerpos de agua, como el lago Murray (647 km2) y el lago Kutubu (49 km2).
Woolway et al también estiman que si todos los cuerpos de agua factibles tienen el 10% de su superficie cubierta por FPV (hasta 30 km2), el 3% de los países considerados en su estudio podrían satisfacer sus demandas energéticas. Algunos países como Bolivia con una producción de FPV de 9 TWh casi satisfacen sus demandas energéticas (11 TWh en 2021), mientras que otros como Etiopía pueden generar el 129% de la demanda de electricidad a partir de FPV. Como sugiere este análisis, los países con la mayor producción total de energía a partir de FPV son típicamente aquellos con la mayor demanda de electricidad.
Fundamentalmente, agregan Woolway et al, el FPV también podría aumentar el acceso a la electricidad a las comunidades en algunas naciones. Por ejemplo, en Chad o Malawi, donde la instalación de FPV en cuerpos de agua seleccionados podría contribuir sustancialmente a la demanda nacional de electricidad (73% y 29%, respectivamente); Aproximadamente una décima parte de la población de estos países no tiene acceso a la electricidad.
El despliegue mundial de los FPV también podría conducir a una reducción anual total de 0,45 mil millones de toneladas de CO2, pero también existen impactos desconocidos de los FPV en el ciclo del carbono de los cuerpos de agua, además de su efecto dominó en cosas como las emisiones de CO2 de los cuerpos de agua.
Sin embargo, las tecnologías FPV tienen el potencial de reducir la escasez de agua. La pérdida de agua por evaporación se está acelerando a nivel mundial debido al cambio climático y se cree que los FPV pueden ejercer una doble influencia en las tasas de evaporación. Pueden hacerlo:
Creando un efecto de sombreado, disminuyendo la temperatura de la superficie del agua y, en consecuencia, suprimiendo el gradiente de presión de vapor en la interfaz aire-agua, un impulsor clave de los flujos de calor latente y, a su vez, de la evaporación.
Actuando como barreras contra el viento, amortiguando aún más las pérdidas por evaporación, ya que la velocidad del viento está correlacionada positivamente con las tasas de evaporación.
Woolway et al. afirman que su estudio concluyó que los países con mayor potencial para FPV (en términos de energía generada) son también los que experimentan las mayores pérdidas por evaporación. Por lo tanto, esto resalta el beneficio combinado de instalar FPV en estos países, tanto para ayudar a satisfacer la demanda de electricidad como para abordar la escasez de agua.
