Investigadores de Italia y España han calculado el rendimiento energético y el potencial de costes de las instalaciones fotovoltaicas flotantes (FPV) en Europa y las han comparado con las instalaciones fotovoltaicas terrestres (LPV) instaladas con la inclinación óptima.
«También demostramos que en los países mediterráneos, la FPV ya puede competir económicamente con la LPV tradicional, debido a la posición más elevada del sol y a las temperaturas más altas de estos lugares», declaró el investigador Leonardo Micheli a pv magazine. «Además, la FPV pasará a ser competitiva en costes en todos los escenarios y países modelados si los costes de capital se reducen en menos de un 12%».
Los científicos estimaron la capacidad potencial de FPV de Europa utilizando los datos de superficie de agua disponibles para Europa en la Base de Datos Global de Embalses y Presas (GRanD). Solo tuvieron en cuenta los embalses utilizados para la hidroelectricidad, el abastecimiento de agua, el riego y el control de inundaciones. Simularon los rendimientos energéticos de los módulos monofaciales utilizando el modelo de potencia PVWatts DC, con datos de irradiación horaria del Servicio de Radiación CAMS.
Para las aplicaciones FPV, el modelo consideró escenarios con ángulos de inclinación de 10 y 20 grados y un albedo de 0,06. Se supuso que el ángulo de inclinación en LPV era óptimo y el albedo de 0,25. En ambas simulaciones se utilizaron módulos Trina Solar con una eficiencia del 21,4%, inversores con una eficiencia del 96% y pérdidas de CC a CA del 14%. Todos los módulos estaban orientados al sur y la vida útil del sistema fotovoltaico se fijó en 25 años. Los científicos utilizaron datos de la base de datos de costes de las energías renovables de IRENA para calcular el capex y el gasto anual de operación y mantenimiento (omex) en diferentes lugares de Europa.
El estudio analizó el rendimiento de la FPV y la LPV en cuatro escenarios térmicos. Los resultados mostraron que los sistemas FPV pueden producir un rendimiento de entre 640 y 1688 kWh/kW/año, lo que corresponde a factores de capacidad del 7,3% al 19,3%.
«Los mayores rendimientos se encuentran, inesperadamente, en los países más meridionales, donde el potencial solar es mayor y las pérdidas angulares y por reflexión debidas a los menores ángulos de inclinación son limitadas», señalan los investigadores.
Los peores rendimientos se encuentran en los países escandinavos y en las regiones alpinas de Suiza, Austria e Italia. En el escenario de intercambio térmico más optimista, el rendimiento eléctrico de la FPV es el más alto y los rendimientos son hasta un 2% superiores a los de la LPV.
«En este escenario, la FPV con una inclinación de 20 grados otorga rendimientos más altos que la LPV con una inclinación óptima en varios países. Sin embargo, en otras configuraciones y escenarios, los rendimientos de la FPV suelen ser inferiores a los de la LPV, especialmente con una inclinación de 10 grados», señalan los investigadores. «Estos resultados ponen de manifiesto que el efecto de los ángulos de inclinación en la conversión de energía es significativo».
El estudio estima que cada grado adicional de ángulo de inclinación en las instalaciones de FPV vale entre 2,50 euros (2,62 dólares)/kW y 7,50 euros/kW.
Dadas estas diferencias en el rendimiento energético, la competitividad de la FPV en cuanto al coste nivelado de la energía (LCOE) depende de las asignaciones de capex y omex. En general, los resultados muestran que el LCOE de la FPV sería competitivo en la mayoría de los países europeos en todos los escenarios si se eliminan los costes de montaje y de trasiego. Si también se eliminan los costes de conexión a la red –por ejemplo, a través de la hibridación con la energía hidráulica– la FPV podría ser competitiva en costes en todos los países, en todos los escenarios modelados.
El grupo de investigación compartió sus conclusiones en «Techno-economic potential and perspectives of floating photovoltaics in Europe«, que se publicó recientemente en Solar Energy. El grupo incluye investigadores de la Universidad de Jaén en España y de la Universidad de Catania en Italia.
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