Con el rápido aumento de las instalaciones fotovoltaicas (FV) en los últimos años, se espera que la capacidad instalada global supere los 450 GW este año. Ante la creciente escasez de terrenos aptos para la instalación, el mercado debe explorar aplicaciones fotovoltaicas más diversas. En la SNEC de este año, la mayor feria solar del mundo, numerosos fabricantes de módulos presentaron productos adaptados a diferentes entornos, destacando las aplicaciones fotovoltaicas flotantes y en zonas desérticas. Estas innovadoras aplicaciones no solo abordan la escasez de terrenos, sino que también se integran con los ecosistemas locales, ofreciendo beneficios tanto económicos como ambientales.
Este artículo explora los escenarios de aplicación, las características técnicas y el potencial futuro de las tecnologías fotovoltaicas flotantes y para desiertos. Mediante estudios de caso, analizaremos sus ventajas y desafíos en aplicaciones reales.
Sistemas fotovoltaicos flotantes: aplicaciones y características.
La energía fotovoltaica flotante es una tecnología emergente y prometedora que consiste en instalar paneles solares sobre la superficie del agua para generar electricidad. Ofrece múltiples ventajas, como la protección del medio ambiente, beneficios económicos y valor social. En cuanto a la instalación, el uso de materiales ecológicos contribuye a preservar los ecosistemas acuáticos, mientras que su despliegue rápido y sencillo reduce los costes de construcción y evita los conflictos por la propiedad de la tierra que suelen surgir en los proyectos fotovoltaicos terrestres.
Los sistemas fotovoltaicos flotantes se pueden clasificar en dos categorías: en alta mar y en aguas continentales. Los proyectos en aguas continentales incluyen instalaciones en lagos, embalses, antiguas minas abandonadas, lagos artificiales y estanques.
Características técnicas
Para la selección de módulos, los módulos de vidrio bifacial son altamente efectivos en aplicaciones fotovoltaicas flotantes, ya que resuelven los problemas de permeabilidad al vapor de agua y pueden mejorar la generación de energía entre un 5 % y un 10 % en comparación con los sistemas instalados en tierra. En cuanto al diseño del sistema, los cuerpos de agua con profundidades inferiores a 3 metros suelen utilizar cimentaciones fijas sobre pilotes, mientras que las aguas más profundas (más de 3 metros) dependen de estructuras flotantes, como plataformas basadas en pontones o en cajas. Dado que las instalaciones fotovoltaicas flotantes suelen ser más rápidas y sencillas que las terrestres, los desarrolladores están explorando cada vez más este sector, creando un mercado diferenciado para los fabricantes de módulos. Esta tendencia quedó patente en SNEC, donde muchas empresas exhibieron módulos fotovoltaicos diseñados específicamente para aplicaciones acuáticas, lo que refleja el importante potencial de crecimiento de la energía solar flotante.
Con el auge de la energía fotovoltaica flotante, se prevé que China inicie este año proyectos de energía fotovoltaica marina con una capacidad total de entre 2 y 3 GW, principalmente en provincias costeras como Shandong, Jiangsu, Zhejiang y Fujian. Muchos de estos proyectos tienen prevista su construcción entre finales de 2024 y principios de 2025, con el inicio de los envíos en el cuarto trimestre de 2024. Cabe destacar que Sungrow Floating PV, que ostenta la mayor cuota de mercado, sigue siendo la única empresa capaz de construir proyectos de energía fotovoltaica flotante en aguas de más de 100 metros de profundidad.
Más allá de las instalaciones marinas a gran escala, los proyectos fotovoltaicos en aguas continentales de China también ofrecen importantes oportunidades. Estos proyectos se pueden clasificar en sistemas centralizados o distribuidos. Los proyectos fotovoltaicos centralizados en aguas continentales, a menudo construidos en zonas de subsidencia causadas por la minería del carbón, suelen tener una potencia de entre 50 y 200 MW. Por su parte, los proyectos fotovoltaicos distribuidos en estanques generalmente oscilan entre 5 y 30 MW. En total, los proyectos fotovoltaicos en aguas continentales de China muestran un gran potencial, e Infolink prevé que las instalaciones fotovoltaicas flotantes en China superen los 5 GW este año, alcanzando las instalaciones acumuladas a nivel mundial entre 7 y 8 GW.
Desafíos y soluciones
A pesar de su prometedor crecimiento, la energía fotovoltaica flotante se enfrenta a diversos desafíos, como la complejidad de su construcción y mantenimiento. Además, la preocupación por la calidad del agua y los ecosistemas acuáticos exige una mayor validación mediante estudios de caso. En respuesta, las empresas están implementando soluciones para abordar estos problemas. Por ejemplo, Sungrow Floating PV utilizó materiales aptos para uso alimentario en su proyecto de embalse de 60 MW en Singapur para garantizar la seguridad de la calidad del agua. Con la creciente adopción por parte de las empresas de tecnologías innovadoras y estándares ambientales rigurosos, la aceptación pública de la energía fotovoltaica flotante está aumentando gradualmente, allanando el camino hacia el desarrollo sostenible.
Fotovoltaica en desiertos: aplicaciones y características
La energía fotovoltaica en zonas desérticas aprovecha la abundante luz solar y los vastos paisajes abiertos para lograr una generación de energía de alta eficiencia y rentable. China es líder mundial en iniciativas solares en desiertos, con proyectos a gran escala en regiones áridas como Xinjiang y Mongolia Interior. La iniciativa "Shagehuang", la primera base híbrida de energía solar y eólica de China con una capacidad de 10 GW, ejemplifica esta tendencia. La primera fase (1 GW) ya está conectada a la red, mientras que la segunda y la tercera se encuentran en construcción.
Debido a las regulaciones más estrictas sobre el uso del suelo para las grandes centrales solares, los promotores recurren cada vez más a las zonas desérticas, donde la adquisición de terrenos es más sencilla. Además, los proyectos fotovoltaicos en el desierto contribuyen a la restauración ambiental al apoyar los esfuerzos de reforestación, convirtiendo la "reforestación del desierto mediante energía solar" en una estrategia emergente.
Desafíos técnicos y adaptaciones
Los entornos desérticos plantean desafíos extremos para los módulos fotovoltaicos, como altas temperaturas, grandes variaciones diarias de temperatura, intensa radiación ultravioleta y tormentas de arena. Para abordar estos problemas, los fabricantes están desarrollando tecnologías como vidrios más gruesos para resistir la arena, recubrimientos antipolvo y una mayor resistencia térmica.
En ciertas regiones, deben cumplirse regulaciones específicas. Por ejemplo, en Mongolia Interior, los proyectos solares deben integrar almacenamiento de energía para garantizar la estabilidad de la red y requieren la producción local de módulos fotovoltaicos y baterías. Además, las limitaciones de transmisión en el noroeste de China restringen las exportaciones de electricidad a otras provincias, lo que reduce el interés en proyectos fotovoltaicos en zonas desérticas. En consecuencia, la demanda de desarrollo de energía fotovoltaica en zonas desérticas se mantiene relativamente limitada en 2024.
Perspectivas de futuro
Tanto las tecnologías fotovoltaicas flotantes como las desérticas representan direcciones prometedoras para el futuro de las energías renovables. Para maximizar los beneficios económicos, algunos proyectos fotovoltaicos flotantes incorporan la acuicultura y el ecoturismo, conformando un modelo integrado de "energía solar y piscicultura". Por su parte, los proyectos fotovoltaicos en desiertos exploran enfoques multifuncionales, integrando la energía solar con la agricultura y la restauración ecológica para desarrollar parques desérticos sostenibles.
Si bien estas aplicaciones siguen siendo nichos de mercado a nivel mundial, los continuos avances tecnológicos y las políticas favorables podrían impulsar su expansión. Ante la creciente preocupación por el medio ambiente y la demanda de energía, tanto la energía fotovoltaica flotante como la desértica tienen el potencial de lograr un equilibrio entre la viabilidad económica y la sostenibilidad ambiental, creando una situación beneficiosa para todos en la transición energética.
