Además de las instalaciones fotovoltaicas flotantes y los sistemas agrovoltaicos, las autopistas podrían ser una solución ideal para el problema de la superficie fotovoltaica. En 2030 podrían generarse anualmente hasta 200 TWh de energía solar a lo largo de la red de autopistas alemanas. La puesta en marcha de un proyecto así daría lugar a una red inteligente, pero los beneficios no se quedarían ahí.
El proyecto consistiría en instalar mástiles de acero cada 15 metros a lo largo de las autopistas. Los módulos fotovoltaicos se instalarían en vigas de celosía de acero colgadas entre los mástiles. Las “bandas de energía” formadas por módulos solares podrían extenderse a lo largo de los ejes de tráfico entre ciudades, zonas industriales y aeropuertos.
El concepto de banda energética parte de la Fundación Altes Neuland de Fráncfort, que ha desarrollado el proyecto. Afirma que si el 80% de las autopistas y el 65% de las carreteras federales -un total de 45.000 kilómetros- estuvieran equipadas con paneles fotovoltaicos bifaciales con una eficiencia del 25%, podrían generarse hasta 200 TWh al año.
Si se aprovecha todo el potencial y se optimizan los procesos de construcción, esto también podría lograrse a costes competitivos, argumenta la fundación. Aunque la subestructura de mástiles de rejilla de acero supera claramente los costes de las subestructuras convencionales, los mástiles tendrían además una vida útil de 100 años. Durante este tiempo podrían añadirse nuevos módulos una y otra vez con un coste muy reducido.
La idea surgió inicialmente de las necesidades de espacio para la energía fotovoltaica y eólica. El consumo actual de electricidad en Alemania es de 560 TWh al año. Con la progresiva electrificación de la movilidad y la calefacción, se calcula que en 2050 se consumirán 2.400 TWh de electricidad al año. La fundación parte de la base de que 1.000 TWh se producirán también en Alemania. La superficie necesaria para ello ocuparía el 2,5% del territorio federal, es decir, tres veces la superficie del Estado federado de Sarre.
Las bandas de energía están concebidas como un sistema de corriente continua. Un cable de alta corriente de 110 kV discurriría bajo tierra. Habría que establecer una conexión a la red cada 9 km a 87 km. Las distintas longitudes por conexión a la red dependen del uso de la asignación de módulos. Así, sería concebible colocar una, dos o tres filas de módulos superpuestas, instalar puentes transversales con módulos y, en caso necesario, incluso cubrir los mástiles y los puentes de las autopistas con módulos solares. Hay espacio para entre 2.000 y 20.250 módulos por kilómetro.
La Fundación Altes Neuland también ha considerado los paisajes escénicos. Si una banda de energía atraviesa una ciudad o pasa por un bosque, una avenida o un paisaje especialmente pintoresco, la banda de energía puede simplemente interrumpirse. En este caso, los planificadores del proyecto pueden omitir mástiles y módulos y continuar únicamente con el cable subterráneo. El conjunto de la banda energética sólo volvería a empezar detrás del pueblo o el bosque, mientras que ambas partes seguirían conectadas por el cable subterráneo.
La mayor ventaja de un sistema así sería que la electricidad ya se distribuye durante la producción y se dirige así a los lugares adecuados, señala la Fundación Altes Neuland. Las autopistas conectan áreas metropolitanas, zonas industriales y aeropuertos. Además, a lo largo de esas rutas de larga distancia existe una infraestructura de recarga para coches eléctricos y camiones eléctricos. De este modo, la electricidad ya se produciría en el lugar adecuado o, al menos, podría fluir hacia él.
Tamaño frente a volatilidad
Las bandas de energía se extenderían a lo largo de cientos de kilómetros, por lo que también existiría la oportunidad de igualar las fluctuaciones en el consumo y la generación de energía en todo el sistema. Según los datos del proyecto de la fundación, si llueve en un lugar, puede que brille el sol en otro. Un proyecto así se optimiza aún más si se conectan más aerogeneradores al sistema. Pueden colocarse aerogeneradores más pequeños en los mástiles y los sistemas existentes situados en campos a lo largo de las autopistas también pueden alimentar las bandas de energía.
Aunque se necesitaría un análisis de expertos para las cargas de viento del mástil, seguiría siendo más fácil que cubrir la autopista con sistemas fotovoltaicos, según la fundación. Esta última variante requeriría informes sobre el viento, sistemas de drenaje y conceptos de iluminación. Investigadores del Instituto Austriaco de Tecnología (AIT), el Fraunhofer ISE alemán y Forster Industrietechnik se han asociado recientemente en un proyecto piloto de generación de energía solar para autopistas mediante tejados fotovoltaicos.
Los promotores del proyecto afirman que su plan tendría menos problemas de espacio y permisos. Los paneles sólo se construirían a 1 ó 2 metros de los laterales de las carreteras. Esta zona es propiedad del gobierno federal, por lo que no se necesitarían permisos de muchos propietarios distintos.
El pistoletazo de salida para la expansión de las bandas de energía podría empezar a pequeña escala. No sería necesario un gran proyecto de infraestructuras. Los municipios y los inversores podrían desarrollar pequeños tramos. Sólo sería importante que se desarrollaran de forma que los tramos pudieran unirse más adelante y que existiera una base jurídica y técnica para el comercio de electricidad a lo largo de los tramos.
Peter Birkner, profesor del departamento de suministro de energía eléctrica de la Bergische Universität Wuppertal, ha seguido el desarrollo del proyecto y el estudio de viabilidad como miembro del consejo científico asesor. Está convencido de su viabilidad y afirma que ahora es importante reunir un consorcio adecuado para desarrollar una primera sección.
Queda por ver con qué rapidez se formará tal consorcio, pero los inversores tendrían poco de qué preocuparse. Todas las tecnologías que se instalen ya están listas para el mercado y han sido probadas. La fundación argumenta que los módulos necesarios, las torres de acero y los cables subterráneos existen desde hace décadas. En 2030 podría alcanzarse un potencial de producción anual de 200 TWh.
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