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Energías MixtasEnergía solar e hídrica; conoce este tipo de energía híbrida renovable

Energía solar e hídrica; conoce este tipo de energía híbrida renovable

En esta ocasión, sabrás todo lo necesario acerca de la energía solar e hídrica. También llamada energía fotovoltaica flotante (FPV), permite instalar paneles solares estándar en espacios de aguas o represas.

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    En esta ocasión, sabrás todo lo necesario acerca de la energía solar e hídrica. También llamada energía fotovoltaica flotante (FPV), permite instalar paneles solares estándar en espacios de aguas o represas. Esto para maximizar la utilidad de los recursos, abordando posibles problemas como la alimentación frente al combustible en el uso de las tierras agrícolas.

    Así pues, la energía solar se ha vuelto mucho más accesible y asequible, lo que la hace extremadamente competitiva frente al petróleo y el gas. Los precios han estado a la baja de forma considerable en los últimos años. Lo que permite a los consumidores ver un mayor rendimiento de la inversión en este tipo de energía renovable.

    Esto abre las puertas a los individuos, a las empresas privadas y a los servicios públicos para que busquen opciones solares a largo plazo. A diferencia de las opciones más conocidas, como la energía solar montada en el tejado o en el suelo. La energía solar e hídrica se está imponiendo rápidamente como una tercera alternativa a la energía solar habitual. Especialmente, entre las industrias que consumen muchos recursos.

    Generación de energía solar e hídrica

    En estos tiempos, la energía solar se está combinando ahora con las represas hidroeléctricas existentes. Esto para crear potentes sistemas híbridos de generación de energía. Los cuales crearán un nuevo mercado de energías renovables para generar más y responder a la demanda de carga.

    Así como también, aumentar los beneficios económicos y resolver los problemas concernientes al medio ambiente. Con la ayuda de la energía solar e hídrica, las fuentes de energía renovable que se excluían mutuamente, la solar y la hidroeléctrica, ahora pueden combinarse en una fuente de sinergia más potente.

    La energía solar flotante como tercera alternativa

    La energía solar flotante es la última generación de tecnología verde y la opción solar alternativa real que se ha puesto de moda en todo el planeta. En la actualidad, existen más de 100 MWp de energía solar flotante instalada a escala planetaria y se espera que ascienda a 9.000 MWp a finales de este año.

    Japón fue el primer país en adoptar esta solución por su capacidad de conservar sus escasas reservas de tierra y agua. Ahora, los sistemas de energía solar e hídrica se han implantado en países tales como: Corea del Sur, China, Reino Unido, Francia, Brasil, Singapur, Malasia, Italia y los Estados Unidos.

    De igual manera, la instalación de una fuente de energía como esta, puede servir para el consumo de empresas públicas o privadas.

    Pero ha sido especialmente valiosa para las compañías que hacen un uso intensivo de la energía y el agua. Tales como las plantas de tratamiento de aguas y las instalaciones de recuperación, bodegas y las explotaciones de lácteos. Industrias que no pueden permitirse el lujo de desperdiciar recursos.

    La electricidad generada por estos sistemas de energía solar y energía hidroeléctrica, puede introducirse en la red eléctrica y venderse a las compañías eléctricas locales. Además, la tecnología permite poner paneles solares estándar sobre masas de agua artificiales, como estanques de agua industriales, lagos de canteras o minas, embalses de riego, estanques de retención, superficies de agua potable, lugares de tratamiento de agua, granjas de acuicultura, embalses de desalinización, canales y represas.

    La instalación de un sistema de este tipo no es complicada

    Para empezar, la instalación de un sistema híbrido de energía solar e hídrica es rápida, sencilla y no requiere herramientas ni maquinaria pesada. El montaje de la edificación se realiza mar adentro, donde los componentes principales se unen para crear una isla flotante, por ejemplo.

    Consta de un flotador principal, que soporta el módulo fotovoltaico, se une al flotador secundario, que mantiene la flotabilidad de todo el sistema flotante. A su vez, se conectan como piezas de Legos con el pasador de conexión. De esta manera, los flotadores modulares se alinean en hileras en las que los flotadores secundarios proporcionan también, el espacio adecuado entre cada panel fotovoltaico y también sirven como espacios de mantenimiento. Tras el montaje en alta mar, la estructura flotante se empuja hacia fuera y se ancla a la orilla o al fondo de la masa de agua.

    Los anclajes son la parte más importante del proceso de instalación, por lo que es importante tener en cuenta todos los impactos y peligros ambientales en los que puede incurrir la estructura flotante. Por ello, cada sistema de anclaje se adapta a cada emplazamiento individual, teniendo en cuenta la velocidad del viento, la variación del agua y la composición del suelo para determinar dónde instalar los anclajes.

    Del mismo modo, se tienen en cuenta los riesgos ambientales, como el viento, la nieve y la lluvia, para garantizar la durabilidad a largo plazo. El diseño de la estructura debe dar prioridad al impacto de la variación del viento, ya que la velocidad del mismo es la que más pone a prueba la integridad de la estructura. Teniendo en cuenta estos factores, los anclajes son capaces de soportar los peores contextos y proporcionar una solución duradera.

    Los sistemas de energía solar e hídrica no solamente están en las represas

    En primer lugar, recuerda que este tipo de fuente de energía renovable no tiene que estar en una represa, sino también, en alta mar. Por ello, los sistemas fotovoltaicos flotantes se cablean del mismo modo que los sistemas montados en tierra. Con la salvedad de que las cajas de conexiones montadas en los conjuntos flotantes se conectan a los inversores en tierra. 

    Esto se hace utilizando un cable de corriente continua (CC) marino flexible o un cable de corriente continua estándar protegido. Todo ello en un conducto flotante adaptado, impermeable y sellado. El equipo eléctrico principal está situado en el muro para que el mantenimiento sea fácil y seguro en todo momento.

    En general, la energía solar e hídrica crea un nuevo uso para la superficie de las masas de agua comerciales e industriales. Además de los beneficios directos, los sistemas de energía solares híbridos aportan una serie de ventajas amigables con el medio ambiente.

    Al cubrir una superficie importante en una masa de agua, el sistema la conserva al reducir la evaporación y preservar los ecosistemas existentes. También, mejora la calidad del agua, mientras que el sombreado de los paneles reduce la proliferación de algas. Por último, limita la erosión de los diques de los embalses al reducir la acción de las olas.

    Gracias al efecto de refrigeración natural del agua, los paneles solares funcionan de forma eficiente y producen más energía que los sistemas comunes montados en el suelo. Lo que proporciona colosales beneficios ecológicos, económicos y sociales. Así pues, con una gran cantidad de recursos hídricos sin explotar, es importante explorar las zonas en las que se puede utilizar la energía solar. Esto para duplicar la cantidad de energía generada.

    Por esta razón, al aprovechar la versatilidad que proporciona la energía solar y combinarla con las presas hidroeléctricas, la entrada en este nuevo mercado optimiza las soluciones de almacenamiento de energía como la forma más barata de almacenarla. Utilizando únicamente energías renovables. 

    Desafíos a los que se enfrentan las represas hidroeléctricas

    Según diversas redes de energías renovables para el Siglo XXI, a finales del año 2015, la capacidad renovable suministró un estimado del 25% de la electricidad a nivel mundial. Todo ello con la energía hidroeléctrica generando alrededor del 26% del consumo eléctrico total del planeta.

    Mientras que el 80% de toda la electricidad era renovable. Al igual que la energía solar, el coste de la energía hidroeléctrica es relativamente bajo. Lo que la convierte en una fuente competitiva de electricidad 100% renovable. Aunque la energía hidroeléctrica sigue proporcionando la mayor parte de la capacidad y la generación de energía renovable, más de 1064 GW, el sector se enfrenta a múltiples desafíos.

    Las sequías persistentes han afectado la producción hidroeléctrica en muchas regiones, como América y el Sudeste Asiático. Mientras que la inversión y la construcción de nuevas represas hidroeléctricas en zonas más prósperas han disminuido debido a los fuertes impactos ambientales.

    De esta forma, el riesgo climático y el aumento de la energía renovable, están impulsando la adaptación en el sector hidroeléctrico. Las respuestas han incluido un mayor énfasis en la unión de la energía eólica, energía solar e hídrica.

    Ventajas de la energía solar e hídrica

    En primer lugar, se establece una sinergia entre las represas hidroeléctricas y la energía solar de tipo flotante para generar aún más energía. Esta hibridación permite que los paneles produzcan energía solar durante el día mientras se guarda agua para que la hidroelectricidad se complete en los momentos en los que el sol se pone, es decir, en las noches. Cuando el almacenamiento de agua es posible, permite producir también energía hidroeléctrica de alto valor en las horas de máxima demanda.

    Otra gran ventaja de la instalación de energía solar en una represa hidroeléctrica, es el beneficio de utilizar la infraestructura eléctrica existente. Incluyendo el acceso a la red de alta tensión y los dispositivos de transformación. Esto reduce drásticamente los costes generales de inversión y hace que los proyectos se realicen con mayor rapidez.

    Como la energía solar e hídrica se combinan de forma inteligente, exportando la energía solar o la hidroeléctrica según la hora del día. No es necesario aumentar la capacidad de transformación o transporte si la producción máxima de este conjunto no supera la capacidad hidroeléctrica máxima.

    Del mismo modo, las represas rara vez alcanzan un rango de producción de energía completa durante más de 4.000 horas al año. A menudo, tiene un rango mucho menor. Lo que deja una gran oportunidad de generación de energía para completar la producción de la red con energía solar.

    Los costes del almacenamiento podrían suponer un problema

    Más temprano que tarde, los inversores en grandes plantas solares se enfrentarán a un nuevo problema financiero, en el que las juntas reguladoras les impondrán hacer frente al problema de la intermitencia de energía. Todo ello mediante la instalación de sistemas de almacenamiento, principalmente baterías.

    Estos sistemas de almacenamiento, aunque los precios están bajando considerablemente, siguen siendo muy costosos. Para ponerte las cosas en perspectiva, el almacenamiento de una sola hora de potencia máxima, aumenta el precio de las inversiones de una planta solar en un 55%. Teniendo en cuenta que el coste de la planta solar es de 800 MWp y el coste de un sistema de baterías de 1 MWh es de 400 dólares.

    Así pues, este sistema de energía completamente renovable se acaba de perfeccionar en Portugal, en la presa del Alto Rabagão. Situada en Montalegre, en este país de la península Ibérica, es el primer sistema híbrido de energía solar e hídrica sobre una represa del planeta. Con una capacidad total de 68 MWp, la represa añade 220 kWp adicionales mediante la instalación de paneles solares flotantes.

    Ahora bien, se espera que los 840 paneles solares flotantes instalados, generen 335 megavatios por hora en su primer año. Lo que equivale al consumo anual de unas 100 casas. A su vez, este conjunto se ampliará en cuanto se obtengan los primeros resultados.

    La combinación de energía solar e hídrica no desaparecerá

    Anteriormente, la ubicación de la presa del Alto Rabagão, construida en los años 60 del siglo pasado, presentaba nuevos retos técnicos debido a la variación y profundidad del agua. El operador, el cual trabaja en la central hidroeléctrica de bombeo en la pared de 94 metros de altura de la represa, quería tener la seguridad de que el sistema flotante no crearía ningún conflicto de uso con su activo.

    Incluso en caso de que tuviesen que abrir las esclusas de agua de emergencia. Siguiendo esas condiciones, se diseñó el conjunto solar flotante y se ancló a más de 60 metros de profundidad, mientras se trataba de una variación del nivel del agua de 30 metros.

    Tras el éxito de la presa de Portugal, se iniciará otro experimento en Brasil, en la represa de Balbina. Con una capacidad máxima inicial de 6 MW. Esta represa sufre actualmente problemas de sequía, sedimentación y altas emisiones de gases de efecto invernadero a causa de la tala de grandes extensiones de la selva.

    Por esta razón, al añadir energía solar, se podría duplicar fácilmente la potencia total de la represa hasta los 250 MWp, cubriendo una ínfima parte de la superficie del lago.

    Proyecciones de la energía solar en otros sistemas híbridos

    Para empezar, las represas tienen varias finalidades: proporcionar electricidad, regular el caudal del río y suministrar agua para el riego. Asimismo, recuerda que el agua para el riego es muy valiosa, ya que sus usos son infinitos. Principalmente para la agricultura, el mayor usuario de agua a escala planetaria. El cual representa alrededor del 75%.

    Por lo tanto, las tendencias futuras se dirigen hacia una mayor necesidad de agua para este fin. Si se aumenta la capacidad de energía solar e hídrica con la adición de una planta solar, los gestores de las represas podrán destinar más agua al riego.

    Además, las represas equipadas con un almacenamiento por bombeo con doble depósito, se encuentran en mejores condiciones para los sistemas solares híbridos. Durante las horas de sol, la electricidad solar puede utilizarse, sin limitación de exportación, para elevar el agua en el embalse y proporcionar capacidad de energía por la tarde o durante los períodos nublados.

    Así pues, los embalses suelen ser mucho más pequeños en estas instalaciones, pero siguen siendo lo suficientemente grandes como para generar una parte importante de la potencia de bombeo necesaria para la generación de energía que cubra las necesidades de poblaciones enteras. Las energías híbridas combinan el poder de dos fuentes renovables y amigables con el ambiente. Por ello, los proyectos de este tipo van en aumento, así como su factibilidad. ¿Quieres ser parte de una tarea de esta envergadura? Pues con el Máster en Energías Renovables y Proyectos Energéticos, podrás diseñar tu propio proyecto energético verde.

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