Investigadores liderados por la Universidad de Oviedo en España han desarrollado un nuevo sistema fotovoltaico flotante para aplicaciones en aguas marinas.
“La novedad del sistema radica en la combinación de un seguidor solar de doble eje con una mini plataforma de patas de tensión (TLP, por sus iniciales en inglés)”, dijo el autor correspondiente de la investigación, Mario López Gallego, a pv magazine. “Que sepamos, es la primera vez que se proponen estos dos conceptos para un sistema fotovoltaico flotante, y HelioSea incorpora ambos. El primero maximiza la producción, mientras que el segundo proporciona la estabilidad necesaria. Los TLP son bien conocidos en la industria del petróleo y el gas, donde se han aplicado con éxito a plataformas de perforación, en las que la estabilidad también es primordial”.
Los científicos explicaron que el TLP suele constar de una estructura de cubierta, un casco flotante basado en columnas cilíndricas verticales, pontones horizontales sumergidos y arriostramiento de miembros tubulares. La principal ventaja de esta configuración es que la fuerza de flotación neta supera el peso de la estructura. Este exceso de flotabilidad, a su vez, se equilibra con tendones tensos o amarres, capaces de amarrar verticalmente la plataforma flotante.
La novedosa TLP consta de un mástil y cuatro pontones conectados al fondo marino mediante líneas de amarre tensadas. “La subestructura de la TLP propuesta es independiente y monolítica, lo que elimina la necesidad de componentes móviles e interconexiones, aparte del sistema de amarre”, explican los científicos. “Esta característica garantiza que la plataforma permanezca prácticamente horizontal, con excursiones limitadas de sobretensión y balanceo”, dijo el grupo, señalando que el sistema es móvil y reutilizable, al tiempo que garantiza un movimiento vertical mínimo.
Según el equipo, la TLP puede resistir varios mecanismos de degradación, como la erosión, la abrasión, el deterioro inducido por los rayos UV, las fluctuaciones extremas de temperatura, la humedad elevada y la corrosión por agua salada. Se fabrica con preparación de la superficie y un sistema de protección de doble capa mediante galvanización en caliente.
El prototipo del sistema se concibió para tener una capacidad de 75 kW y albergar 138 paneles fotovoltaicos bifaciales con una potencia nominal de 545 W. Los módulos están colocados en 6 filas de 23 sobre un montaje en la parte superior del poste. Se incluyen seguidores verticales y horizontales de doble eje para ajustar automáticamente dos ángulos mediante servomotores a lo largo del día.
Tanto el TLP como el montaje en la parte superior del mástil pueden montarse por separado y unirse en el muelle antes de llevarlos a alta mar. “Las reducidas dimensiones de HelioSea permiten considerar su envío en una barcaza de pequeño tamaño en lugar de remolcarla”, explicaron los investigadores.
También dijeron que el sistema puede ofrecer una densidad de capacidad de 64 MW/km2 y un coste nivelado de la energía (LCOE) de 0,16 euros (0,17 dólares)/kWh a 0,27 euros/kWh. “Aunque estos valores divergen significativamente de los de los sistemas solares montados en tierra, se ajustan a un orden de magnitud comparable al de los sistemas eólicos flotantes marinos y son notablemente inferiores a los de otras energías renovables marinas, como la undimotriz y la mareomotriz”, añadieron.
Según López Gallego, el concepto se encuentra actualmente en las primeras fases de desarrollo y tiene un nivel de preparación tecnológica (TRL) de 3. El TRL mide la madurez de los componentes tecnológicos de un sistema y se basa en una escala del uno al nueve, en la que el nueve representa tecnologías maduras para su plena aplicación comercial.
“La estabilidad del sistema en olas se confirmó en un tanque de olas con un modelo a escala, y también se completó la verificación estructural de los elementos principales”, concluyó.
Los investigadores presentaron el novedoso concepto en el estudio “Advancing offshore solar energy generation: El concepto HelioSea” (Avanzar en la generación de energía solar en alta mar: El concepto HelioSea), publicado en Applied Energy.
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