{"id":477370,"date":"2023-05-30T16:16:08","date_gmt":"2023-05-30T19:16:08","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=477370"},"modified":"2023-05-30T16:16:48","modified_gmt":"2023-05-30T19:16:48","slug":"centrales-solares-flotantes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/centrales-solares-flotantes\/","title":{"rendered":"Centrales solares flotantes"},"content":{"rendered":"

La capacidad instalada de generaci\u00f3n de energ\u00eda con paneles solares fotovoltaicos representa alrededor de un 11 % de la matriz el\u00e9ctrica brasile\u00f1a. Este porcentaje tiene un gran potencial de crecimiento con la instalaci\u00f3n de estos sistemas en techos, galpones, terrenos y plataformas sobre superficies acu\u00e1ticas. Un estudio realizado en el pa\u00eds muestra que, si se cubrieran tan solo el 1 % de los cuerpos de agua de los embalses artificiales con centrales solares instaladas sobre bases flotantes, ello le permitir\u00eda a Brasil generar la suficiente energ\u00eda el\u00e9ctrica limpia y renovable como para cubrir un 16 % del consumo de electricidad del pa\u00eds. Esto equivale al suministro proporcionado por la central hidroel\u00e9ctrica de Itaip\u00fa, la segunda en tama\u00f1o en el mundo.<\/p>\n

La generaci\u00f3n el\u00e9ctrica no es el \u00fanico beneficio que proporcionan los llamados sistemas fotovoltaicos flotantes, lo que en la jerga de los expertos locales se conoce por las siglas SFVF. Tambi\u00e9n son capaces de reducir la evaporaci\u00f3n del agua de las represas, transform\u00e1ndose en un refuerzo h\u00eddrico para aquellas localidades que no tienen asegurado el abastecimiento, como la regi\u00f3n del semi\u00e1rido brasile\u00f1o en el nordeste del pa\u00eds.<\/p>\n

Estas constataciones estuvieron a cargo del equipo del Programa de Planificaci\u00f3n Energ\u00e9tica (PPE) del Instituto Alberto Luiz Coimbra de Posgrado e Investigaci\u00f3n en Ingenier\u00eda, de la Universidad Federal de R\u00edo de Janeiro (Coppe-UFRJ). Dos art\u00edculos con los resultados de estos trabajos se publicaron en revistas cient\u00edficas internacionales. El estudio del potencial t\u00e9cnico de generaci\u00f3n de electricidad mediante SFVF sali\u00f3 publicado en la edici\u00f3n de enero de 2022 de la revista Renewable Energy<\/em>.<\/p>\n

El otro trabajo, centrado en la capacidad de los SFVF para evitar la evaporaci\u00f3n del agua en los embalses del semi\u00e1rido, fue presentado inicialmente como tesis doctoral defendida en el PPE por la ingeniera agr\u00f3noma Mariana Padilha Campos Lopes, bajo la supervisi\u00f3n de Marcos Aur\u00e9lio Vasconcelos Freitas y David Castelo Branco, ambos del Coppe. Posteriormente, un art\u00edculo con los resultados de la tesis se public\u00f3 en el Journal of Cleaner Production<\/em>, en noviembre de 2020.<\/p>\n

\u201cCualquier tipo de cobertura sobre el agua interfiere en las variables que generan la evaporaci\u00f3n, tales como la incidencia directa de la radiaci\u00f3n solar sobre la superficie, la velocidad del viento y la temperatura ambiente\u201d, explica Padilha Campos Lopes. \u201cLos SFVF, adem\u00e1s de reducir la evaporaci\u00f3n, generan energ\u00eda que puede utilizarse para alimentar bombas de agua y sistemas de riego o incluso para inyectar energ\u00eda en la red de distribuci\u00f3n\u201d.<\/p>\n

El trabajo de la investigadora utiliz\u00f3 como estudio de caso las 618 represas de la cuenca de Apodi-Mossor\u00f3, en Rio Grande do Norte, donde anualmente se evapora, en promedio, el 45 % de la capacidad volum\u00e9trica de los embalses. Esto lleva a que las represas peri\u00f3dicamente alcancen vol\u00famenes considerados cr\u00edticos, lo que obliga a los gestores p\u00fablicos a transportar agua de otras localidades mediante camiones cisterna para el abastecimiento local.<\/a><\/p>\n\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span>\n

La instalaci\u00f3n de SFVF tan solo en la superficie ocupada por el volumen muerto de las represas de la cuenca de Apodi-Mossor\u00f3 ser\u00eda suficiente como para cubrir la demanda de energ\u00eda el\u00e9ctrica de 1,33 millones de hogares, es decir, podr\u00eda abastecer holgadamente a la totalidad de los habitantes del estado de Rio Grande do Norte, con sus 1,23 millones de viviendas. El volumen muerto es la reserva de agua m\u00e1s profunda, cuyo nivel se encuentra por debajo de las tuber\u00edas de captaci\u00f3n. El estudio se\u00f1al\u00f3 que el agua ahorrada anualmente ascender\u00eda a 20,6 millones de metros c\u00fabicos (m3<\/sup>), unas tres veces el volumen de la laguna Rodrigo de Freitas, de R\u00edo de Janeiro. Si las centrales solares cubrieran el 50 % de la superficie de las represas de la cuenca de Apodi-Mossor\u00f3, la generaci\u00f3n de energ\u00eda ser\u00eda suficiente para abastecer a 5 millones de hogares y el agua ahorrada llenar\u00eda 13 veces la laguna Rodrigo de Freitas.<\/p>\n

La tecnolog\u00eda empleada en los SFVF no difiere de la utilizada en las centrales en tierra o en los sistemas instalados en techos y galpones, que se han vuelto comunes en todo el pa\u00eds, excepto por la necesidad de montar los paneles sobre una plataforma flotante y fijarla mediante un sistema de anclaje (v\u00e9ase la infograf\u00eda<\/em><\/a>). La Empresa de Investigaci\u00f3n Energ\u00e9tica (EPE, por sus siglas en portugu\u00e9s) del Ministerio de Miner\u00eda y Energ\u00eda (MME) public\u00f3 en 2020 una nota t\u00e9cnica: \u201cExpansi\u00f3n de la generaci\u00f3n \u2013 Solar fotovoltaica flotante\u201d, en la que calcula que los flotadores y el sistema de anclaje pueden representar un adicional de un 25 % sobre los costos de instalaci\u00f3n de una central fotovoltaica en tierra. Cuando se tienen en cuenta todos los factores implicados \u2013entre ellos el valor de adquisici\u00f3n y adecuaci\u00f3n de un predio para la instalaci\u00f3n de una central en tierra\u2013 la EPE estima que los sistemas flotantes implican un costo un 18 % superior.<\/p>\n

En la misma nota t\u00e9cnica, la EPE tambi\u00e9n informa que los sistemas flotantes pueden ser m\u00e1s eficientes en la generaci\u00f3n de energ\u00eda. Las celdas de silicio de los paneles fotovoltaicos pierden eficiencia con el aumento de la temperatura. La instalaci\u00f3n de los m\u00f3dulos sobre el agua permite una temperatura operativa entre un 5 % y un 20 % inferior a la registrada en tierra, dependiendo del clima de cada regi\u00f3n. Sin embargo, los expertos internacionales en la materia no han arribado a un consenso en cuanto al volumen del incremento de la eficiencia. Los estudios experimentales muestran resultados diferentes, que van desde beneficios irrelevantes hasta resultados superiores a un 20 %. Las estimaciones m\u00e1s corrientes apuntan ganancias que van de un 9 % a un 15 %.<\/p>\n

El ge\u00f3grafo Vasconcelos Freitas, del Coppe, juzga que el costo de la inversi\u00f3n inicial frena un avance mayor de los SFVF en el pa\u00eds. \u201cLas usinas flotantes tienen un gran potencial, pero todav\u00eda no marcan tendencia entre los inversores\u201d, dice. \u201cBrasil dispone de grandes \u00e1reas para la implementaci\u00f3n de centrales fotovoltaicas en tierra, una operaci\u00f3n ya conocida y probada\u201d. Otro obst\u00e1culo radica en que a\u00fan no existen estudios sobre el impacto de los SFVF sobre los ecosistemas acu\u00e1ticos en el pa\u00eds, como as\u00ed tampoco sobre los procedimientos de licencia y permisos establecidos por la Agencia Nacional de Aguas (ANA) para el uso de los espejos de agua con fines de generaci\u00f3n de energ\u00eda.<\/p>\n

A nivel mundial, la generaci\u00f3n el\u00e9ctrica procedente de los SFVF alcanz\u00f3 en 2020 los 2,6 gigavatios pico de potencia (GWp), un valor que representa el pico de producci\u00f3n, es decir, la generaci\u00f3n m\u00e1xima de energ\u00eda de las centrales en el momento de m\u00e1xima insolaci\u00f3n. Este dato forma parte de una recopilaci\u00f3n realizada por los autores del art\u00edculo publicado en Renewable Energy<\/em>. Los pa\u00edses en donde el uso de esta tecnolog\u00eda est\u00e1 m\u00e1s difundido son Jap\u00f3n y Corea del Sur, debido a su escasa disponibilidad de superficie terrestre para la instalaci\u00f3n de centrales, y China, que utiliza el sistema flotante principalmente sobre los espejos de agua de las represas mineras. En pa\u00edses tales como Australia, Espa\u00f1a, India, Ir\u00e1n, Jordania, Chile y Estados Unidos, la inversi\u00f3n en este sistema prioriza las regiones \u00e1ridas y semi\u00e1ridas con el prop\u00f3sito de reducir la evaporaci\u00f3n del agua y aumentar la seguridad h\u00eddrica. Otro pa\u00eds donde ya se emplea este sistema es Portugal.<\/p>\n

Brasil presenta un potencial prometedor para la instalaci\u00f3n de SFVF, seg\u00fan Padilha Campos Lopes, dada la variedad y cantidad de cuerpos de agua disponibles en su territorio. Hay unos 241.000 cuerpos de agua catalogados por la ANA, entre los embalses de las centrales hidroel\u00e9ctricas, lagos, lagunas, embalses, represas, r\u00edos y cuencas. Los cuerpos de agua artificiales, incluidos en el estudio del Coppe, suman 174.500, entre las represas de las hidroel\u00e9ctricas, los estanques de las peque\u00f1as usinas hidroel\u00e9ctricas y otros reservorios de agua para riego y consumo humano. Como no son reservas naturales, sino creadas por el hombre, su utilizaci\u00f3n presenta un impacto ambiental menor.<\/p>\n<\/div>

\n \n \n \n <\/picture>Alexandre Affonso \/ Revista Pesquisa FAPESP<\/span><\/div>
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El estudio consider\u00f3 que la instalaci\u00f3n de paneles solares sobre el 1 % de la superficie de los cuerpos de agua artificiales, que corresponder\u00eda a una superficie de 45.500 kil\u00f3metros cuadrados (km2<\/sup>), generar\u00eda 79.377 gigavatios hora (GWh) de electricidad por a\u00f1o, procedentes de una potencia instalada de 43.276 megavatios pico (MWp). Ello representar\u00eda alrededor de un 12,5 % de la generaci\u00f3n total de electricidad en Brasil, mientras que Itaip\u00fa provee el 12,7 %. La energ\u00eda generada con los SFVF ser\u00eda suficiente como para abastecer a unos 41 millones de hogares.<\/p>\n

Los embalses de las centrales hidroel\u00e9ctricas son los principales espejos de agua artificiales disponibles para la instalaci\u00f3n de usinas fotovoltaicas. Seg\u00fan el estudio, por s\u00ed solos representan el 73 % del potencial total del pa\u00eds. Vasconcelos Freitas pone de relieve que estas represas cuentan con una ventaja competitiva importante para los proyectos SFVF, ya que la generaci\u00f3n conjunta, hidroel\u00e9ctrica y solar podr\u00eda aportar sinergias, como el uso compartido de la red de transmisi\u00f3n de energ\u00eda.<\/p>\n

Para Rodrigo Sauaia, presidente ejecutivo de la Asociaci\u00f3n Brasile\u00f1a de Energ\u00eda Solar Fotovoltaica (Absolar), las usinas flotantes tienen caracter\u00edsticas interesantes, principalmente el aprovechamiento de \u00e1reas inundadas, lo que reduce la demanda de terrenos, una mayor eficiencia en la generaci\u00f3n y la disminuci\u00f3n de la evaporaci\u00f3n en los reservorios. \u201cEsta sumatoria de atractivos despierta el inter\u00e9s de los inversores. Tenemos varios asociados buscando informaci\u00f3n\u201d, dice.<\/p>\n

Seg\u00fan Sauaia, lo que les faltaba a los SFVF era una regulaci\u00f3n adecuada, que lleg\u00f3 con la Ley n\u00ba 14.300, de enero de 2022. Entre otras definiciones, esta legislaci\u00f3n ha incluido a las centrales flotantes en la misma categor\u00eda de las micro y minigeneradoras de energ\u00eda (hasta 5 MW) y extendi\u00f3 a ellas los beneficios fiscales del R\u00e9gimen Especial de Incentivos para el Desarrollo de Infraestructura (Reidi).<\/p>\n

En noviembre, la capacidad de generaci\u00f3n de energ\u00eda solar en Brasil alcanz\u00f3 los 22 gigavatios (GW) sumando las centrales de gran porte en tierra, que aportan 7 GW, y los sistemas de generaci\u00f3n propia en tejados, sobre galpones y en predios peque\u00f1os, que proporcionan otros 15 GW. \u201cLa generaci\u00f3n solar es la que m\u00e1s ha crecido en el pa\u00eds y las centrales flotantes fotovoltaicas ofrecen un gran potencial para expandir a\u00fan m\u00e1s la generaci\u00f3n de energ\u00eda renovable\u201d, dice Sauaia.<\/p>\n

La experiencia brasile\u00f1a<\/strong>
\nLa primera central flotante comercial de Brasil se construir\u00e1 en Fernando de Noronha<\/em><\/p>\n

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Gerard Julien\u2009\/\u2009AFP via Getty Images<\/span>Una de las centrales flotantes experimentales brasile\u00f1as, en el embalse de la central hidroel\u00e9ctrica de Sobradinho, en Bah\u00edaGerard Julien\u2009\/\u2009AFP via Getty Images<\/span><\/p><\/div><\/p>\n

El pa\u00eds solamente cuenta con usinas fotovoltaicas flotantes experimentales. La compa\u00f1\u00eda Centrais El\u00e9tricas Brasileiras (Eletrobras) mantiene una generaci\u00f3n de 5 megavatios (MW) en la central hidroel\u00e9ctrica de Balbina, en el estado de Amazonas, y una generaci\u00f3n de 1 MW en el embalse de la usina hidroel\u00e9ctrica de Sobradinho, en el estado de Bah\u00eda. En tanto, la empresa Cesp (Companhia de Energia de S\u00e3o Paulo) produce 50 kilovatios (kW) en su central de Rosana, en S\u00e3o Paulo.<\/p>\n

En el archipi\u00e9lago de Fernando de Noronha, en Pernambuco, el grupo empresario Neoenergia y la empresa Companhia Pernambucana de Saneamento (Compesa) anunciaron en octubre del a\u00f1o pasado la construcci\u00f3n de una usina fotovoltaica flotante en el espejo de agua de la represa de Xar\u00e9u, una superficie de 4.900 m2<\/sup>. Se estima que el sistema proveer\u00e1 una generaci\u00f3n anual de 1.238 megavatios hora (MWh) y suministrar\u00e1 m\u00e1s del 40 % del consumo de energ\u00eda el\u00e9ctrica en la isla. El cambio de la generaci\u00f3n t\u00e9rmica por la solar supondr\u00e1 una disminuci\u00f3n de 1.600 toneladas de di\u00f3xido de carbono (CO2<\/sub>) anuales de emisiones en Fernando de Noronha. La inversi\u00f3n estimada es de 10 millones de reales.<\/p>\n

Seg\u00fan Ana Christina Mascarenhas, superintendente de eficiencia energ\u00e9tica de Neoenergia, la instalaci\u00f3n de la central en la represa de Xar\u00e9u, responsable de alrededor de un 25 % de la provisi\u00f3n de agua de la isla, es importante por lo limitado de las tierras disponibles para la instalaci\u00f3n de sistemas fotovoltaicos en Fernando de Noronha. \u201cLa posibilidad de evitar la evaporaci\u00f3n y retener el agua en el embalse tambi\u00e9n ha influido para esta decisi\u00f3n, pese a no haber sido el motivo principal\u201d, dice Mascarenhas.<\/div>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/strong>
\nLOPES, M. P. C. et al.<\/em> Technical potential of floating photovoltaic systems on artificial water bodies in Brazil<\/a>. Renewable Energy<\/strong>. 18 ene. 2022.
\nLOPES, M. P. C. et al.<\/em> Water-energy nexus: Floating photovoltaic systems promoting water security and energy generation in the semiarid region of Brazil<\/a>. Journal of Cleaner Production<\/strong>. 10 nov. 2020.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Plantas instaladas en lagos y represas se erigen como alternativas sostenibles con la mira puesta en incrementar la generaci\u00f3n de electricidad en Brasil","protected":false},"author":538,"featured_media":478996,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[276,296],"coauthors":[1346],"class_list":["post-477370","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia-es","tag-bioenergia-es","tag-energia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477370","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/538"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=477370"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477370\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":479005,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477370\/revisions\/479005"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/478996"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=477370"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=477370"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=477370"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=477370"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}