¿Dónde deberíamos colocar tantos paneles solares?

El 《Acuerdo de París"El informe concluye que se deben hacer esfuerzos para controlar el calentamiento global a 1,5 grados Celsius, de lo contrario traerá graves impactos como el aumento del nivel del mar, condiciones climáticas extremas, daños ecológicos y enfermedades. Pero el tiempo se acaba y la energía solar todavía representa sólo el 3,7% de la producción energética. Necesitamos urgentemente más energía solar. ¿Pero dónde vamos a poner los paneles solares? Requieren mucho espacio. La tecnología fotovoltaica integrada desempeña un papel beneficioso para todos en múltiples campos, y los tejados solares en ciudades y pueblos son un ejemplo típico. Hoy hablaremos de otras tecnologías fotovoltaicas integradas.

Fotovoltaica agrícola 

Paneles solares de doble cara, la tierra entre ellos se puede utilizar para cultivos y ganado; Alternativamente, el panel solar se puede girar hacia el sol; Alternativamente, se puede colocar lo suficientemente alto como para permitir a los agricultores caminar y trabajar debajo, disfrutando de un poco de sombra. Se puede pensar que hacerlo reducirá el rendimiento de los cultivos, y no sólo los cultivos crecerán bien, sino que los rendimientos del tomate y el chile incluso se duplicarán porque detendrán la fotosíntesis bajo demasiada presión. Los paneles solares también pueden proteger los cultivos de las fuertes lluvias y el granizo. Los agricultores pueden incluso revender el exceso de energía solar a la población local. El cambio climático significa que estas condiciones meteorológicas extremas están aumentando gradualmente. También puede garantizar que se reduzca el agua necesaria para el riego, lo que lo hace muy útil en otra condición extrema: las zonas áridas.

Aunque la energía solar ofrece retornos tentadores, el costo de inversión sigue siendo más del doble que el de la instalación en tierra, y no se puede utilizar todo el campo para cultivar alimentos. Los enchufes de panel ocuparán entre el 1% y el 12% del espacio, dependiendo del cultivo y del sistema fotovoltaico. Sin embargo, la tendencia de los próximos años está llena de esperanza. Según agencias de análisis de mercado, se espera que el mercado global crezca un 40% en los próximos cinco años. En regiones áridas y lugares que dependen mucho de la tierra, como India, Indonesia y muchos países africanos y sudamericanos, la energía fotovoltaica agrícola puede ahorrar mucha agua y tierra. Combinar paneles solares con tierra es una forma de salvar la tierra. ¿Qué tal instalar energía solar en el agua?

Generación de energía fotovoltaica flotante (FPV)

La energía solar se instala en una estructura similar a una balsa que flota sobre el agua, y sólo el 10% de todos los embalses disponibles en el mundo pueden proporcionar una capacidad instalada máxima de 23 teravatios. A largo plazo, estos 23 teravatios de generación de energía serán suficientes para satisfacer las necesidades eléctricas del mundo actual en un año. Según un informe publicado por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos, la energía fotovoltaica flotante puede desempeñar un papel clave en el objetivo regional de la Asociación de Naciones del Sudeste Asiático (ASEAN), que es alcanzar una capacidad instalada de energía renovable del 35% para 2025. El informe identificó 7.301 masas de agua adecuadas para el despliegue de energía fotovoltaica flotante en el Sudeste Asiático (88 embalses y 7.213 masas de agua naturales). En general, el potencial fotovoltaico flotante del embalse es de 134-278 GW y el de la masa de agua natural es de 343-768 GW. Singapur puede ser uno de los países más pequeños del mundo, pero este próspero centro financiero es uno de los países con las mayores emisiones de dióxido de carbono per cápita en Asia. Aunque las autoridades han estado presionando para cambiar esta situación, la energía renovable es un desafío en un país donde no hay ríos que proporcionen agua para la generación de energía y la energía eólica es insuficiente para impulsar las turbinas. Por ello, este país tropical ha recurrido a la generación de energía solar. Sin embargo, en un área que sólo tiene la mitad del tamaño de Los Ángeles, casi no hay exceso de espacio. "Después de agotar los tejados y la tierra disponible, el siguiente gran potencial son nuestras aguas", afirmó Jen Tan, directora del departamento solar del Sudeste Asiático. Miles de brillantes paneles solares se extienden en las aguas cercanas a Singapur. La energía solar aquí puede generar 5 megavatios de electricidad, lo que es suficiente para suministrar electricidad a 1.400 apartamentos durante todo un año. La planta de energía fotovoltaica del embalse de Dingzhuang en Dezhou, Shandong, China, puede incluso proporcionar electricidad limpia de 320 megavatios por año, ahorrar 168 000 toneladas de carbón estándar y reducir las emisiones de dióxido de carbono en 453 000 toneladas.

Generación de energía flotante china

Esto no es todo, en la versión solar también se pueden criar peces en vallas de acuicultura, lo que puede generar ingresos adicionales. Los proyectos fotovoltaicos flotantes pueden resultar particularmente útiles para las represas hidroeléctricas. En verano, los paneles solares pueden generar electricidad; cuando el clima es húmedo, se puede iniciar la energía hidroeléctrica y también puede enfriar los paneles flotantes para hacerlos más eficientes. Al proteger la superficie del agua de la luz solar, los paneles pueden reducir la evaporación, lo que los convierte en una verdadera solución durante el cambio climático, cuando el agua se vuelve cada vez más valiosa. La escasez de agua es un problema importante, especialmente en regiones áridas como el África subsahariana, el sudeste asiático o el Medio Oriente. En condiciones extremas, hasta el 90% de la lluvia puede perderse debido a la evaporación. Los paneles solares flotantes pueden ayudar a solucionar este problema. Según un estudio realizado en Jordania, el uso de paneles fotovoltaicos flotantes en embalses puede reducir la pérdida de agua en un 42% en comparación con los embalses descubiertos. El uso de estos paneles en masas de agua continentales es sólo el comienzo. Los paneles flotantes en el océano son más efectivos que flotar en embalses, y los paneles oceánicos generan un 13% más de energía que en los embalses porque el océano es más capaz de enfriar el sistema que los lagos o lagunas, lo que mejorará significativamente la eficiencia de la generación de energía. El espacio oceánico entre los parques eólicos marinos suele ser grande y el medio puede utilizarse para energía solar flotante.

La tecnología fotovoltaica flotante tiene la función de no ocupar recursos terrestres, reducir la evaporación del agua, bloquear la luz solar e inhibir el crecimiento de algas, e incluso proporcionar beneficios adicionales a las piscifactorías. Entonces, ¿por qué recién empezamos ahora? Parte de la razón es el costo, ya que la energía solar flotante requiere equipo especializado y personal de instalación capacitado. La estructura del panel debe poder resistir el viento, las olas y la corrosión. Esto significa que su vida útil es más larga que en tierra. Esto ha resultado en que sus precios de generación de electricidad sean entre un 2% y un 20% más altos en la actualidad. Pero los expertos dicen que los precios bajarán significativamente en el futuro. La energía fotovoltaica flotante puede reducir el crecimiento de algas, reducir los riesgos para la salud y reducir los costos de tratamiento del agua. Pero los cambios en la química del agua también pueden provocar nitrificación y oxígeno. Hasta ahora, múltiples estudios no han encontrado ningún impacto grave en la calidad del agua o los ecosistemas. Los expertos predicen que la tasa de crecimiento anual de la energía fotovoltaica flotante alcanzará el 30% en los próximos cinco años, con el mercado concentrado principalmente en Asia, pero Europa, África y Estados Unidos también están comenzando a invertir.

En general, la tecnología fotovoltaica integrada puede lograr una situación beneficiosa para todos sin ocupar valiosos recursos terrestres, y se espera que se convierta en un componente importante de la energía principal en el futuro, contribuyendo al desarrollo sostenible y la protección del medio ambiente. Sin embargo, lograr estas perspectivas requiere esfuerzos conjuntos del gobierno, las empresas y las instituciones de investigación para promover la innovación tecnológica, la promoción del mercado y la formulación de regulaciones y políticas.