La energía solar flotante ha sido una de las grandes historias de éxito de los últimos años. Poner paneles sobre el agua tiene ventajas evidentes: el agua enfría los paneles y mejora su rendimiento, reduce la evaporación de los embalses y no compite con el terreno para la agricultura o la vivienda. En climas cálidos, funciona de maravilla. Pero en Canadá, donde los inviernos son largos y los estanques se congelan, la historia era muy diferente. El hielo, al expandirse y moverse, puede destrozar las estructuras flotantes como si fueran latas de aluminio .
Ese era el gran problema que los investigadores de la Universidad de Western Ontario se propusieron resolver. Y lo han hecho con una combinación tan sencilla como efectiva: espuma de polietileno bajo los paneles y un sistema de burbujas de aire para mantener el hielo a raya. El resultado es un sistema que no solo sobrevive al invierno, sino que produce más energía que los paneles tradicionales.
El secreto está en la espuma
La mayoría de los sistemas fotovoltaicos flotantes utilizan pontones de plástico para mantener los paneles a flote. Son caros, complejos y, en invierno, el hielo los atrapa y los rompe. El equipo canadiense, liderado por el investigador Joshua Pearce y el estudiante de doctorado Koami Soulemane Hayibo, ha sustituido los pontones por una solución mucho más simple: paneles solares flexibles pegados directamente a bloques de espuma de polietileno de alta densidad. La espuma, además de ligera y barata, es resistente al agua y al frío.
El prototipo, de 7 kW de potencia, se instaló en un estanque artificial de 1.475 m² en Ontario, Canadá. Instalaron los 40 paneles completamente tumbados, mirando al sur y flotando a apenas un centímetro del agua. Aunque parezca una mala idea, tiene truco: al estar casi pegadas al agua, las placas se refrigeran solas y funcionan muchísimo mejor. Y es que, cuando aprieta el calor y un panel solar pasa de los 25 grados, empieza a perder fuerza y a producir menos energía. Al estar sobre el agua, esos paneles se mantienen más frescos y generan más electricidad.
Burbujas de aire: el truco para evitar el hielo
Pero el verdadero desafío era el invierno. Cuando el estanque se congela, el hielo puede aprisionar los paneles y romperlos. La solución fue instalar un sistema de burbujas de aire en el fondo del estanque. Una bomba en tierra impulsa aire hacia el fondo, y las burbujas que suben arrastran agua más cálida de las capas profundas hacia la superficie. Eso crea un área de agua abierta alrededor de los paneles, impidiendo que el hielo los atrape .
El sistema, que funciona como un «descongelador localizado», demostró ser increíblemente eficiente. Durante todo el invierno, la zona alrededor de los paneles permaneció libre de hielo, incluso cuando el resto del estanque estaba completamente congelado . Y el coste energético de mantenerlo fue mínimo: en el mejor de los casos, consumió solo el 0,02% de la energía total generada por los paneles . Eso significa que, por cada kilovatio-hora producido, el sistema apenas gastó una fracción para protegerse del hielo.
Resultados: más energía, menos evaporación y una huella de carbono más baja
Los resultados de las pruebas se publicaron en la revista Applied Energy y son una grata sorpresa. En solo un año, el sistema produjo 7,7 MWh de electricidad. Esto es un 2,7% más de lo que se esperaba para las placas flotantes de siempre, y todo gracias a que el agua las mantiene frescas y rindiendo al máximo.
Pero la cosa no queda ahí; el invento tiene dos ventajas extra:
- Frena la evaporación: Al tapar el agua, evita que se evapore. Los científicos estiman que, si cubrieran la mitad del estanque, se ahorrarían 927 metros cúbicos de agua al año. Esto es una bendición para el campo en épocas de sequía.
- Es más ecológico: El estudio midió la huella de carbono de los materiales. Resulta que la espuma que usan contamina mucho menos al fabricarse y transportarse que los típicos flotadores de plástico grueso. Al final, cada kilovatio generado es más limpio que con los métodos tradicionales.
Rentable, pero con margen de mejora
La viabilidad económica también se ha evaluado. En un escenario de precios de electricidad elevados (0,55 dólares canadienses por kWh, típico de comunidades remotas que dependen de generadores diésel), el sistema se amortiza en unos 4,2 años. Su valor actual neto positivo es de unos 57.000 dólares canadienses.
Aunque no se han realizado comparativas con otros sistemas flotantes, el ahorro en costes de materiales es significativo. La espuma de polietileno es mucho más barata que los pontones de plástico, y su instalación es más sencilla. Eso reduce el coste inicial y acelera el retorno de la inversión.
Eso sí, el sistema no es perfecto. Los paneles horizontales tienen un problema: en verano, acumulan algas; en invierno, nieve. Los investigadores ya están trabajando en soluciones para estas limitaciones y planean probar el sistema en cuerpos de agua más grandes . Si lo consiguen, la energía solar flotante podría extenderse a regiones que hasta ahora se consideraban inviables.
El futuro de la solar flotante
Este invento canadiense no solo le gana la batalla al hielo, sino que abre camino a una nueva era de placas flotantes en zonas gélidas. Países como Noruega, Suecia, Finlandia o el norte de Estados Unidos tienen aquí una oportunidad de oro para aprovechar esta tecnología.
Los investigadores ya están planeando la siguiente fase: probar el sistema en lagos más grandes y en condiciones de viento extremo. También quieren optimizar el sistema de burbujas para reducir aún más su consumo energético. Si lo consiguen, la energía solar flotante podría convertirse en una solución viable para comunidades remotas de todo el mundo.
