Amb el ràpid augment de les instal·lacions fotovoltaiques (FV) durant els darrers anys, s'espera que les instal·lacions globals de sistemes FV superin els 450 GW aquest any. A mesura que els recursos terrestres adequats són cada cop més escassos, el mercat ha d'explorar aplicacions FV més diverses. A la SNEC d'aquest any, la fira solar més gran del món, molts fabricants de mòduls van presentar productes adaptats a diferents entorns, destacant les aplicacions FV flotants i desèrtiques. Aquestes aplicacions innovadores no només aborden l'escassetat de terres, sinó que també s'integren amb els ecosistemes locals, oferint beneficis tant econòmics com ambientals.
Aquest article explora els escenaris d'aplicació, les característiques tècniques i el potencial futur de les tecnologies fotovoltaiques flotants i al desert. A través d'estudis de casos, analitzarem els seus avantatges i reptes en aplicacions del món real.
FV flotant: aplicacions i característiques
La fotovoltaica flotant és una tecnologia emergent i prometedora que consisteix a instal·lar panells solars a la superfície de l'aigua per a la generació d'energia. Ofereix múltiples avantatges, com ara la protecció del medi ambient, els beneficis econòmics i el valor social. Pel que fa a la instal·lació, l'ús de materials ecològics ajuda a preservar els ecosistemes aquàtics, mentre que el desplegament simplificat i ràpid redueix els costos de construcció i evita les disputes per la propietat del terreny que s'afronten habitualment en projectes fotovoltaics terrestres.
Els sistemes fotovoltaics flotants es poden classificar en dues categories: masses d'aigua marines i interiors. Els projectes interiors inclouen instal·lacions en llacs, embassaments, pous miners abandonats, llacs artificials i estanys.
Característiques tècniques
Per a la selecció de mòduls, els mòduls de vidre bifacial són altament eficaços en aplicacions fotovoltaiques flotants, ja que solucionen els problemes de permeabilitat al vapor d'aigua i poden millorar la generació d'energia entre un 5 i un 10% en comparació amb els sistemes muntats a terra. Pel que fa al disseny del sistema, les masses d'aigua amb profunditats inferiors a 3 metres solen utilitzar fonaments de pilons fixos, mentre que les aigües més profundes (més de 3 metres) depenen d'estructures flotants, com ara plataformes basades en pontons o caixes. Com que les instal·lacions fotovoltaiques flotants sovint són més ràpides i senzilles que les terrestres, els desenvolupadors exploren cada cop més aquest sector, creant un mercat diferenciat per als fabricants de mòduls. Aquesta tendència va ser evident a SNEC, on moltes empreses van presentar mòduls fotovoltaics dissenyats específicament per a aplicacions basades en aigua, reflectint el potencial de creixement significatiu de l'energia solar flotant.
A mesura que la fotovoltaica flotant guanya terreny, s'espera que la Xina comenci projectes fotovoltaics marins per un total de 2-3 GW aquest any, principalment a províncies costaneres com Shandong, Jiangsu, Zhejiang i Fujian. La construcció de molts d'aquests projectes està prevista entre finals del 2024 i principis del 2025, i els enviaments començaran el quart trimestre del 2024. Cal destacar que Sungrow Floating PV, que té la quota de mercat més gran, continua sent l'única empresa capaç de construir projectes fotovoltaics flotants en aigües de més de 100 metres de profunditat.
Més enllà de les instal·lacions marines a gran escala, els projectes fotovoltaics basats en aigües interiors a la Xina també presenten oportunitats significatives. Aquests projectes es poden classificar com a sistemes centralitzats o distribuïts. Els projectes fotovoltaics centralitzats a l'interior, sovint construïts en zones de subsidència a partir de la mineria del carbó, solen oscil·lar entre els 50 i els 200 MW. Mentrestant, els projectes fotovoltaics distribuïts basats en estanys generalment oscil·len entre els 5 i els 30 MW. En total, els projectes fotovoltaics aigües interiors de la Xina mostren un potencial substancial, i Infolink espera que les instal·lacions fotovoltaiques flotants de la Xina superin els 5 GW aquest any, amb instal·lacions acumulades globals que arriben als 7-8 GW.
Reptes i solucions
Malgrat el seu prometedor creixement, la fotovoltaica flotant s'enfronta a diversos reptes, com ara requisits complexos de construcció i manteniment. A més, les preocupacions sobre la qualitat de l'aigua i els ecosistemes aquàtics requereixen una validació addicional mitjançant estudis de casos. En resposta, les empreses estan introduint solucions per abordar aquests problemes. Per exemple, Sungrow Floating PV va implementar materials de grau alimentari en el seu projecte de dipòsit de 60 MW a Singapur per garantir la seguretat de la qualitat de l'aigua. Amb més empreses que adopten tecnologies innovadores i estàndards ambientals estrictes, l'acceptació pública de la fotovoltaica flotant està augmentant gradualment, obrint el camí cap al desenvolupament sostenible.
Fotovoltaica al desert: aplicacions i característiques
L'energia fotovoltaica al desert aprofita l'abundant llum solar i els vastos paisatges oberts per aconseguir una generació d'energia d'alta eficiència i rendible. La Xina és un líder mundial en iniciatives solars al desert, amb projectes a gran escala en regions àrides com Xinjiang i la Mongòlia Interior. La iniciativa "Shagehuang", la primera base d'energia solar i eòlica híbrida de 10 GW de la Xina, exemplifica aquesta tendència. La primera fase (1 GW) ja s'ha connectat a la xarxa, mentre que la segona i la tercera fases estan en construcció.
A causa de les regulacions més estrictes sobre l'ús del sòl per a les grans centrals solars, els promotors s'estan decantant cada cop més per les zones desèrtiques, on l'adquisició de terrenys és més fàcil. A més, els projectes fotovoltaics al desert contribueixen a la restauració ambiental ajudant als esforços de reforestació, cosa que converteix el "reverdiment del desert amb energia solar" en una estratègia emergent.
Reptes tècnics i adaptacions
Els entorns desèrtics plantegen reptes extrems per als mòduls fotovoltaics, com ara temperatures elevades, grans variacions diàries de temperatura, radiació ultraviolada intensa i tempestes de sorra. Per abordar aquests problemes, els fabricants estan avançant en tecnologies com ara vidres més gruixuts per a la resistència a la sorra, recobriments antipols i una millor resistència tèrmica.
En certes regions, s'han de complir regulacions específiques. Per exemple, a la Mongòlia Interior, els projectes solars han d'integrar l'emmagatzematge d'energia per a l'estabilitat de la xarxa i requereixen la producció local de mòduls fotovoltaics i bateries. A més, les restriccions de transmissió al nord-oest de la Xina limiten les exportacions d'electricitat a altres províncies, cosa que redueix l'interès pels projectes fotovoltaics al desert. Com a resultat, la demanda de desenvolupament fotovoltaic al desert continua sent relativament limitada el 2024.
Perspectives de futur
Tant les tecnologies fotovoltaiques flotants com les del desert representen direccions prometedores per al futur de les energies renovables. Per maximitzar els beneficis econòmics, alguns projectes fotovoltaics flotants incorporen l'aqüicultura i l'ecoturisme, formant un model integrat de "pesca solar". Mentrestant, els projectes fotovoltaics del desert exploren enfocaments multifuncionals, integrant l'energia solar amb l'agricultura i la restauració ecològica per desenvolupar parcs sostenibles del desert.
Tot i que aquestes aplicacions actualment continuen sent mercats de nínxol a nivell mundial, els avenços tecnològics continus i les polítiques de suport podrien impulsar la seva expansió. Amb les creixents preocupacions mediambientals i la demanda d'energia, tant la fotovoltaica flotant com la del desert tenen el potencial d'aconseguir un equilibri entre la viabilitat econòmica i la sostenibilitat ambiental, creant un escenari en què tothom hi guanya per a la transició energètica.
