Los paneles solares instalados sobre canales o flotantes, son una tecnología emergente en la industria de la energía solar. Se instalan generalmente sobre canales de riego, estanques o embalses, en lugar de instalarse en tierra. De esta forma, se aprovecha el espacio sin la necesidad de utilizar superficies de tierra adicionales. El agua ayuda a mantenerlos refrigerados, lo que aumenta su eficiencia y vida útil y reduce el polvo y la suciedad que se acumula en ellos. Por otro lado, los paneles reducen la evaporación del agua con el consiguiente beneficio para las zonas áridas y con escasez de agua.
La India ya tiene instalaciones de este tipo, pero el Proyecto Nexus, el primero de su tipo en EE.UU., aporta un extra muy importante. Incorpora baterías de flujo de hierro para almacenar la energía. Se trata de un estudio piloto en el Distrito de Irrigación de Turlock, en California, que se lanzó en octubre del año pasado. Con una inversión de 20 millones de dólares, el equipo del proyecto está explorando el diseño, la implementación y los beneficios colaterales de la producción de energía solar producida por los paneles solares situados sobre canales.
Aunque este tipo de paneles solares pueden resultar más costosos de instalar que los convencionales, debido a su diseño y la necesidad de anclaje en el agua, el ahorro en la tierra y los beneficios adicionales de reducir la evaporación del agua pueden hacer que la inversión valga la pena a largo plazo.
Así es el Proyecto
El Distrito de Riego de Turlock fue creado en 1887 como el primero de California. Proporciona agua a 4.700 productores que cultivan alrededor de 60.700 ha de tierra en el Valle de San Joaquín. El proyecto prevé la instalación de aproximadamente 2,5 km de paneles solares sobre tres secciones de los canales que van desde los 10 a los 30 metros de ancho y orientadas en varias direcciones.
Para poner en marcha el Proyecto Nexus se han asociado el Departamento de Recursos Hídricos de California, la empresa de servicios públicos Turlock Irrigation District, el desarrollador de proyectos de agua y energía con sede en el condado de Marin, California, Solar AquaGrid, y la Universidad de California.
Explorará los beneficios que los paneles solares sobre la instalación ya existente. Se medirán las tasas de la evaporación del agua como resultado de la sombra que proporcionan durante las horas del mediodía y la mitigación del viento. También se observará la mejora en la calidad del agua gracias a la reducción del crecimiento vegetativo que también reduce las necesidades de mantenimiento.
Generación y almacenamiento de energía renovable
Además de los beneficios para el riego, el fin último de una instalación de este tipo es la generación de energía renovable. Esta electricidad puede alimentar las bombas de agua que se utilizan para irrigar cultivos o para la distribución de agua potable, reduciendo el coste de la energía eléctrica o facilitando el suministro en zonas rurales donde la electricidad es limitada o inexistente.
El proyecto Nexus añade una particularidad a los establecidos hasta ahora: el almacenamiento de batería de flujo de hierro a largo plazo. La empresa ESS, con sede en Wilsonville, Oregón, especializada en esta tecnología, suministrará dos baterías llave en mano para almacenamiento de energía. Las baterías tienen una potencia nominal de 75 kW y una capacidad útil de 400 kWh (500 kWh bruta) funcionando a 400-480 voltios.
Cómo funcionan las baterías de flujo de hierro
Esta tecnología ha sido seleccionada por sus "características intrínsecamente seguras y no tóxicas, lo que la hace preferible para ubicarla junto a la infraestructura de agua", indican los responsables del proyecto. Su tecnología de flujo de hierro puede proporcionar energía de manera flexible durante 12 horas.
Las baterías de flujo de hierro son un tipo de acumulador recargable que utiliza electrolitos líquidos que contienen iones de hierro como material activo. A diferencia de las convencionales, que tienen celdas que contienen electrodos sólidos, las baterías de flujo de hierro tienen electrodos líquidos que fluyen a través de una celda electroquímica, por lo tanto no utiliza minerales críticos como el litio o el cobalto, solo hierro, sal y agua.
Consta de dos tanques que contienen los electrolitos, separados por una membrana que permite que los iones se muevan entre ellos. Cada tanque contiene una solución de electrolito de hierro que puede ser oxidado o reducido, lo que significa que los iones de hierro pueden ganar o perder electrones para almacenar o liberar energía.
Una de sus principales ventajas es que son escalables, lo que permite satisfacer diferentes necesidades de almacenamiento de energía. Además, su vida útil es mucho más larga que la de las baterías convencionales, ya que los electrolitos líquidos pueden ser reemplazados y reciclados. Son seguras y no explosivas, ya que los electrolitos líquidos no son inflamables. También pueden operar a temperaturas extremas, lo que las hace adecuadas para su uso en aplicaciones que requieren almacenamiento de energía en climas fríos o calientes.
Un proyecto clave que beneficia a todos
Hugh McDermott, vicepresidente sénior de ESS ha asegurado que el almacenamiento de energía de larga duración es la clave que permitirá que Project Nexus no solo conserve agua y genere energía renovable, sino que también proporcione energía limpia bajo demanda las 24 horas del día, los 7 días de la semana. “Este proyecto aborda múltiples desafíos climáticos a la vez y es el tipo de enfoque innovador que construirá un futuro resistente al clima”.
Según sus responsables, si los 6.400 km de los canales de California estuvieran cubiertos con paneles solares, se podrían producir 13 GW de energía renovable. Un solo GW es suficiente para alimentar 750.000 hogares, por lo que con esta solución se podría generar energía para 9,75 millones de hogares. El Proyecto Nexus estará completamente operativo en 2024.
