La central híbrida hidroeléctrica y solar

El inevitable proceso de descarbonización de la economía tiene en la fotovoltaica a uno de sus aliados, no sólo porque la eficiencia de los paneles solares es cada vez mayor, sino porque las instalaciones son cada vez más competitivas. «La fotovoltaica está creciendo a un ritmo del 25 por ciento anual y ahora nos encontramos con unos 134 GW instalados en todo el mundo (que producen igual que 50 centrales nucleares). Es más, en un solo año se han puesto más de 39 GW, lo que supone un crecimiento de hasta un 40 por ciento en doce meses», explica Gabriel Sala, director del grupo de investigación sobre la Integración de Instrumentos y Sistemas de la Universidad Politécnica de Madrid.

Este crecimiento es paralelo al de la eólica en un sentido peculiar. A igual que la eólica se ha lanzado a conquistar el mar –una vez que los mejores lugares de tierra han sido ocupados–, la fotovoltaica empieza a ocupar cada vez más superficie encima del agua. Sin embargo, la proporción es mucho menor: «Por cada MW flotante que se anuncia, hay unos 100.000 MW en tierra», afirma Sala.

A finales de 2014, Japón anunciaba su intención de construir una central solar flotante en un lago. Algo poco convencional teniendo en cuenta que el ambiente húmedo y la energía solar no parecen a priori compatibles. Sin embargo, podía entenderse cómo un experimento de investigación lícito tras la alarma que el desastre de Fukushima (que acaba de cumplir cinco años) había creado en la isla. Además, hay que tener en cuenta que Japón no dispone de mucha superficie de terreno, así que llevarse los paneles al agua no parece una solución tan descabellada. Recientemente las empresas encargadas del proyecto, Kyocera Corporation y Century Tokyo Leasing Corporation, han anunciado el inicio de las obras de construcción. Se van a instalar más de 51.000 placas solares en una superficie de 180.000 m2. Con los más de 16 MWh anuales se prevé que se alimenten 5.000 hogares. A este proyecto se han sumado algunos otros en este arco de tiempo; Corea y Singapur en Asia pero también Inglaterra o Brasil se han sumado a la fotovoltaica flotante. Londres acaba de anunciar una nueva instalación para 2020 que será cuando entré en funcionamiento la más grande del viejo continente. Según la empresa a cargo de la obra, Thames Water, el nuevo parque flotante se situará en el lago artificial de reina Isabel II; una superficie de agua almacenada desde 1962 que ocupa 128,3 hectáreas y tiene un perímetro de 4,3 km. Constará de 23.000 paneles fotovoltaicos ,con los que se cubrirá una décima parte de la superficie líquida, aunque, para hacerse mejor a la idea de su dimensión, la compañía afirma que la extensión es equivalente a ocho estadios de fútbol como el de Wimbledon.

Con 6,3 MW, se espera que se produzcan unos 5,8 millones de kWh sólo en el primer año, lo que supondría cubrir las necesidades energéticas de 1.800 hogares de la zona (situada a unos 13 km del aeropuerto de Heathrow). Sin embargo, alimentará el sistema de tratamiento y purificación de agua a partir de finales de este mes, momento en el que se completará la obra. Hay que recordar que el coste del consumo energético de una Estación de Depuración de Agua residual (EDAR) se cifra entre el 15 y el 30 por ciento del coste total de explotación.

Brasil también se ha sumado a la nueva moda. Para octubre de este año, el lago de la presa de Balbina contará con 50.000 paneles y cinco MW de potencia capaces de alimentar 9.000 hogares. Se trata de un sistema híbrido puesto que lo que tratan es de solucionar la falta de energía producida por la presa de Balbina. Dicha central hidroeléctrica, de 250 MW, se terminó de construir a finales de la década de los 80, hundiendo en torno a 3.000 km de bosque. El problema es que con los cambios en la pluviometría y el caudal, ahora produce sólo una quinta parte de lo que debería. La mejor solución según las autoridades es intentar compensar la producción colocando paneles solares encima de la superficie del lago. De esta manera no habría que expropiar nuevo terreno. Una forma de reparar en parte el daño que la central hidroeléctrica la ha causado a la biodiversidad, como se afirma en un estudio de la Universidad de East Anglio de Reino Unido publicado en verano de 2015 en la revista Plos One. Por otro lado, evitaría la evaporación del agua. Según cálculos que el equipo de Japón realizó para su instalación, se perdería hasta un 50 por ciento menos de agua.

Sin embargo, por cada MW de fotovoltaica planificado para flotar sobre el agua, hay unos 100.000 que se proyectan para estar en un medio menos complicado, el suelo. Las dificultades de instalar en agua son muchas. Hay que hacerlo en un recinto cerrado y en un medio dulce, ya que la sal provoca demasiada corrosión y encima es buena conductora de electricidad. «Los ambientes húmedos no favorecen. Lo que se tiene en cuenta a la hora de instalar es lo que te va a costar instalar y mantener. En tierra, con el precio de los paneles, las instalaciones grandes, a partir de los 5-6 MW, son competitivas. Además, tienen buena coincidencia con el pico de consumo industrial que es por la mañana cuando hay sol», continúa Sala.

Uno de los problemas cuando se piensa en una instalación en agua, es la extensión que necesite la fotovoltaica. La densidad de potencia de las células es baja, por eso necesita superficie, y por tanto más cable interconectándose. «En un ambiente húmedo, hay que recubrir los cables, poner flotadores, etc., y todo ello encarece la instalación. En cuanto al mantenimiento la humedad puede provocar fallos en los cables y corroe los aislamientos. El número de problemas se multiplica. Cuanto más seco, mejor ya que los problemas se minimizan. Quizá sigue siendo válido donde no hay terreno pero no todo lo que se inventa tiene que ser necesariamente bueno», afirma Sala. Sólo como dato, la instalación de Londres constará de 61.000 flotadores y 177 anclajes.

No está demás recordar que el primer proyecto de investigación de este tipo de tecnología nació en España en el año 1980. El Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid e Iberduero estudiaron si era posible aprovechar las superficies de los pantanos de las centrales hidroeléctricas para cubrirlas con paneles. La idea se desechó porque los caudales de los pantanos peninsulares varían mucho, hasta 30 metros en poco tiempo, y existe un riesgo de que las células no quepan cuando baja el nivel del agua.

Por lo que parece, estas instalaciones flotantes se van expandiendo, aunque para ello serán los bancos y las entidades financieras las que tengan la última palabra y decidan si apostar o no por los proyectos en función de su fiabilidad, seguridad y vida útil, que en el caso de las centrales de tierra ya supera los 30 años.