Luz = D+C.

home:tech magazine mexico - - CONTENIDO - Por Na­ta­lia Pé­rez de la Fuen­te

¿Is­las so­la­res? Des­de Sui­za una al­ter­na­ti­va pa­ra ob­te­ner ilu­mi­nar las ur­bes con los ra­yos del as­tro rey.

Es ver­dad que es­te es­pa­cio sir­ve pa­ra dar a co­no­cer lo úl­ti­mo en tec­no­lo­gía de la ilu­mi­na­ción pe­ro, ¿aca­so hay al­go me­jor que la luz del sol pa­ra que el día y la no­che ten­gan sen­ti­do? La tec­no­lo­gía es una he­rra­mien­ta que es­tá al ser­vi­cio del hom­bre, y no al con­tra­rio co­mo al­gu­nos ha­cen pa­re­cer, la in­ves­ti­ga­ción no se de­tie­ne has­ta en­con­trar res­pues­tas sa­tis­fac­to­rias pa­ra el bien de la so­cie­dad y del cui­da­do del pla­ne­ta. Así es co­mo na­ce es­te in­ven­to desa­rro­lla­do no más de 20 años atrás y que es­tá rin­dien­do los fru­tos jus­tos pa­ra una so­cie­dad preo­cu­pa­da por la ener­gía, la luz y el me­dio am­bien­te. La ener­gía es el ele­men­to bá­si­co pa­ra cual­quier ti­po de luz ar­ti­fi­cial, pe­ro de ¿dón­de pue­de ve­nir en un fu­tu­ro?

¿Is­las so­la­res? Pa­re­ce una his­to­ria de cien­cia fic­ción pe­ro es una reali­dad. Se di­ce que es­tas is­las per­si­guen al sol pa­ra me­jo­rar la tec­no­lo­gía fo­to­vol­tai­ca y con ello pro­bar el ren­di­mien­to de una tec­no­lo­gía que pro­me­te in­cre­men­tar has­ta en más de un 30 por cien­to la pro­duc­ción de ener­gía en los sis­te­mas so­la­res de con­cen­tra­ción (ter­mo­so­la­res o fo­to­vol­tai­cos) ocu­pan­do un trein­ta por cien­to me­nos de es­pa­cio que las tec­no­lo­gías más efi­cien­tes.

La idea na­ce del in­ves­ti­ga­dor sui­zo, Tho­mas Hin­der­ling, quien en 2010 era el CEO del Cen­tro Sui­zo de Elec­tró­ni­ca y de Mi­cro­téc­ni­ca ( CSEM), la cual de­ja pa­ra lan­zar su em­pre­sa (la­bo­ra­to­rios la No­la­ris) re­ci­bien­do mi­llo­nes de fran­cos gracias a las in­ver­sio­nes en la com­pa­ñía sui­za de ener­gía Vi­teos. El in­ves­ti­ga­dor tra­ba­jó en el pro­yec­to des­de el 2008, el cual bus­ca­ba rea­li­zar is­las so­la­res de va­rios ki­ló­me­tros cua­dra­dos, ca­pa­ces de pro­du­cir cien­tos de me­ga­va­tios a un cos­to re­la­ti­va­men­te ba­jo. Pa­re­ce ser que en su mo­men­to tam­bién re­ci­bió fi­nan­cia­mien­to de los Emi­ra­tos Ára­bes Uni­dos pa­ra lo­grar su pro­yec­to. Un prototipo de is­la so­lar fue lan­za­do en 2009 en el te­rri­to­rio de Abu Da­bi y des­de entonces los se­gui­do­res so­la­res es­tán en uso.

Y así, dos em­pre­sas sui­zas unie­ron sus fuer­zas en 2013 pa­ra cons­truir tres “Is­las So­la­res”, ca­da una con 100 pa­ne­les fo­to­vol­tai­cos en el la­go de Neu­cha­tel en Sui­za. Es­tas is­las flo­tan­tes -rea­li­za­das por dos em­pre­sas es­pe­cia­lis­tas en la in­dus­tria fo­to­vol­tai­ca, Vi­teos y No­la­ris- miden 25 me­tros de diá­me­tro, y se han usa­do des­de ha­ce años, co­mo un la­bo­ra­to­rio pa­ra pro­bar tec­no­lo­gías de plan­tas de con­cen­tra­ción so­lar (CSP). El CSP con­cen­tra la luz so­lar en los sis­te­mas de cal­de­ra pa­ra pro­du­cir va­por, que se en­vía a tra­vés

de una tu­be­ría a una plan­ta en el sue­lo, don­de es ac­cio­na­do por tur­bi­nas de va­por que ge­ne­ran ener­gía. Ca­da uno de los cien pa­ne­les fo­to­vol­tai­cos en las is­las fue co­lo­ca­do con una pen­dien­te de 45 gra­dos. Las is­las en­te­ras se pu­die­ron gi­rar en di­rec­ción del sol a 220 gra­dos pa­ra ma­xi­mi­zar la can­ti­dad de ener­gía so­lar y así apro­ve­char­la to­do el día.

La idea de las tres is­las so­la­res se pu­so en mar­cha en agos­to de 2013, con un pro­yec­to de tres la­bo­ra­to­rios flo­tan­tes pa­ra pro­bar la via­bi­li­dad de la tec­no­lo­gía y la in­fra­es­truc­tu­ra ne­ce­sa­ria pa­ra su­mi­nis­trar ener­gía des­de tie­rra fir­me. Ellas fue­ron an­cla­das a la ori­lla del la­go y el flo­ta­dor cer­ca del pu­ri­fi­ca­dor de Neu­cha­tel, le­jos de los na­da­do­res y na­ve­gan­tes.

El pro­yec­to to­ma una ini­cia­ti­va si­mi­lar por par­te del Reino Uni­do, que pro­pu­so un con­cep­to de “nin­fas” so­la­res que se po­drían po­ner en fun­cio­na­mien­to den­tro de los le­chos de los canales no uti­li­za­dos, ríos y afluen­tes pa­ra pro­por­cio­nar ener­gía a los lu­ga­res cir­cun­dan­tes. El ob­je­ti­vo principal de las is­las so­la­res en Neu­châ­tel no es úni­ca­men­te de al­ma­ce­nar ener­gía, sino tam­bién de­ter­mi­nar qué me­jo­ras se pue­den ha­cer a es­ta tec­no­lo­gía des­de el pun­to de vis­ta me­cá­ni­co y es­tu­diar los efec­tos de la hu­me­dad, el vien­to, la ero­sión, las olas y el frío en los pa­ne­les so­la­res. Se es­ti­ma que en diez años se re­co­ge­rán más de 80 mi­llo­nes de ki­lo­va­tios de ener­gía.

Li­ge­ras, efi­cien­tes y fá­ci­les de cons­truir

Tal cual co­mo lo in­for­mó en su mo­men­to el si­tio de in­ter­net www. ener­gías-re­no­va­bles.com las is­las so­la­res, con un ta­ma­ño que os­ci­la en­tre los 20 y los 100 me­tros de diá­me­tro, tie­nen for­ma cir­cu­lar y flo­tan so­bre un col­chón de ai­re, lo que ha­ce in­ne­ce­sa­rio el uso de las pe­sa­das cons­truc­cio­nes me­cá­ni­cas pa­ra su apo­yo ha­bi­tua­les en otras plan­tas. Ca­da is­la es­tá for­ma­da, bá­si­ca­men­te, por un ani­llo tu­bu­lar ex­terno y una mem­bra­na so­bre la que se co­lo­can los re­cep­to­res so­la­res. El ani­llo ac­túa a mo­do de co­ji­ne­te de ro­ta­ción, prác­ti­ca­men­te sin fric­ción, mien­tras que la mem­bra­na, so­bre la que van los pa­ne­les o re­cep­to­res so­la­res, es­tá li­ge­ra­men­te pre­su­ri­za­da (má­xi­mo de 0,01 bar adi­cio­na­les) a fin de que que­de si­tua­da unos me­tros por en­ci­ma del ni­vel del agua. La pla­ta­for­ma gi­ra en torno al ani­llo me­dian­te mo­to­res hi­dro­di­ná­mi­cos, co­lo­ca­dos a lo lar­go de la cir­cun­fe­ren­cia y per­mi­te a los sis­te­mas so­la­res re­ci­bir siem­pre el má­xi­mo de ra­dia­ción gracias el se­gui­mien­to en azi­mut.

Cuan­do las is­las se si­túan en tie­rra, se uti­li­za una zan­ja cir­cu­lar lle­na de agua pa­ra lo­grar la flo­ta­ción; las es­truc­tu­ras so­bre agua (es­tan­ques, la­gos, em­bal­ses, mares tran­qui­los…) no re­quie­ren nin­gún otro ele­men­to adi­cio­nal. Las más pe­que­ñas (de en­tre 20 y 35 me­tros de diá­me­tro) pue­den al­ber­gar de 80 a 200 pa­ne­les fo­to­vol­tai­cos de ta­ma­ño es­tán­dar y, son una so­lu­ción idó­nea en lu­ga­res don­de es im­por­tan­te dis­po­ner de la ins­ta­la­ción con ra­pi­dez, las ne­ce­si­da­des de ener­gía son mo­des­tas y exis­te una su­per­fi­cie de agua ade­cua­da. Si las ne­ce­si­da­des de ener­gía son ma­yo­res, la is­la de 100 me­tros de diá­me­tro es la pla­ta­for­ma ideal. “Equi­pa­das con re­cep­to­res so­la­res pa­ra­bó­li­cos con una aper­tu­ra de 3 me­tros, es­tas es­truc­tu­ras pue­den al­ber­gar sis­te­mas pa­ra una su­per­fi­cie equi­va­len­te a 7.300 m2 de cap­ta­ción so­lar”, ex­pli­ca el si­tio. Ló­gi­ca­men­te, co­mo cual­quier otra tec­no­lo­gía que uti­li­ce sis­te­mas de con­cen­tra­ción so­lar, la ma­yor pro­duc­ción de ener­gía se ob­tie­ne en la zo­nas del mun­do don­de la irra­dia­ción so­lar di­rec­ta es muy ele­va­da y la di­fu­sa es­ca­sa. Re­gio­nes co­mo Orien­te Me­dio, Aus­tra­lia, nor­te y sur de Áfri­ca, el oes­te de Es­ta­dos Uni­dos, In­dia.

Múl­ti­ples apli­ca­cio­nes

Co­mo las is­las pue­den al­ber­gar sis­te­mas so­la­res tan­to pa­ra ge­ne­rar elec­tri­ci­dad co­mo ca­lor, se pue­den uti­li­zar, por ejem­plo, pa­ra pro­por­cio­nar ca­le­fac­ción y/o re­fri­ge­ra­ción a ba­rrios en­te­ros con la tec­no­lo­gía de re­fri­ge­ra­dor de ab­sor­ción. De acuer­do con www.ener­gía-re­no­va­ble.com “en paí­ses muy ca­lu­ro­sos, co­mo los ára­bes, hay mu­chos te­ja­dos pla­nos en don­de se po­drían co­lo­car pe­que­ñas is­las y así ge­ne­rar frío pa­ra el ai­re acon­di­cio­na­do”. Otra re­gión idó­nea don­de im­ple­men­tar es­ta tec­no­lo­gía es Ata­ca­ma, al nor­te de Chi­le, don­de las mi­nas re­quie­ren una re­fri­ge­ra­ción con­ti­nua y, a mis­mo tiempo, bom­beo de agua.

La desa­li­ni­za­ción de agua es otra al­ter­na­ti­va. Me­dian­te co­lec­to­res ter­mo­so­la­res se pue­de al­can­zar fá­cil­men­te una tem­pe­ra­tu­ra de 170ºc, ade­cua­da pa­ra desalar el agua me­dian­te des­ti­la­ción por múl­ti­ple efec­to (MED, por sus si­glas en in­glés). La desa­li­ni­za­ción tam­bién po­dría ha­cer­se con sis­te­mas de ós­mo­sis in­ver­sa, si bien, de acuer­do con la com­pa­ñía, el MED es mu­cho más efi­cien­te ade­cua­do ya que no re­quie­re el em­pleo de elec­tri­ci­dad y per­mi­te dis­po­ner de agua dul­ce di­rec­ta­men­te con el ca­lor generado por la is­la, re­du­cien­do así los cos­tes. Las is­las so­la­res tam­bién se pue­den em­plear pa­ra pro­du­cir con­jun­ta­men­te ca­lor y elec­tri­ci­dad me­dian­te sis­te­mas fo­to­vol­tai­cos de con­cen­tra­ción que pro­du­cen ca­lor pa­ra re­du­cir la tem­pe­ra­tu­ra de las cé­lu­las (co­ge­ne­ra­ción ca­lor-elec­tri­ci­dad). La com­pa­ñía cuen­ta con cin­co pa­ten­tes pa­ra la is­la so­lar y otra más pa­ra el sis­te­ma ci­lin­dro-pa­ra­bó­li­co que ha desa­rro­lla­do, con­sis­ten­te en una ho­ja ple­ga­ble re­flec­tan­te que, al do­blar­se, crea una for­ma pa­ra­bó­li­ca per­fec­ta. La mem­bra­na de la is­la, fue di­se­ña­da pa­ra es­tar ex­pues­ta al sol du­ran­te 25 años (la vi­da útil que se pre­vé ten­ga la is­la so­lar), pue­de ser fa­bri­ca­da por di­ver­sas em­pre­sas de to­do el mun­do.

En cuan­to a pre­cios, una is­la de 100 me­tros de diá­me­tro tie­ne un cos­te (in­clu­yen­do los re­cep­to­res) de en­tre 3 y 3,5 mi­llo­nes de eu­ros, con un cos­te de man­te­ni­mien­to de unos 40.000 eu­ros anua­les. La ge­ne­ra­ción de ca­lor sa­le por me­nos de 15 cén­ti­mos de eu­ro/kwh. Ade­más, es­ta tec­no­lo­gía no re­quie­re de com­po­nen­tes ex­tra­ños y to­dos ellos pue­den ser fa­bri­ca­dos y en­sam­bla­dos lo­cal­men­te, lo que con­tri­bu­ye a fa­vo­re­cer la ge­ne­ra­ción de em­pleo y el de­sa­rro­llo lo­cal. “Nues­tra is­la so­lar se pue­de cons­truir en paí­ses en de­sa­rro­llo de Asia o Áfri­ca. No es co­mo los pa­ne­les fo­to­vol­tai­cos de al­ta tec­no­lo­gía que se tie­nen que fa­bri­car en paí­ses industrializados. Las is­las so­la­res se pue­den fa­bri­car en cual­quier si­tio”, afir­mó el co­pro­pie­ta­rio de No­la­ris en su mo­men­to.

Pa­ra el 2015, fue otro el país que sor­pren­dió con la in­tro­duc­ción de las is­las so­la­res o pa­ne­les so­la­res flo­tan­tes co­mo tam­bién las lla­man. Ja­pón y par­ti­cu­lar­men­te Ka­gos­hi­ma dio la bien­ve­ni­da a es­ta nue­va ma­ne­ra de ren­dir la ener­gía, uti­li­zan­do al sol co­mo productor de és­ta. En­tre sus ca­rac­te­rís­ti­cas es­tá la de ser la más gran­de del pla­ne­ta ya que cuen­ta con 9,072 pa­ne­les flo­tan­do, lo­gran­do en pro­me­dio 2,600 MWH en un año. La idea es sim­ple­men­te su­mi­nis­trar de ener­gía a más de 800 ho­ga­res en Ja­pón. Y si la luz ne­ce­si­ta de ener­gía, es por ello que de­be­mos sa­ber los pro­yec­tos van­guar­dis­tas pa­ra la su­mi­nis­tra­ción de la lu­mi­no­si­dad. Otra de las ven­ta­jas es que es­tá en la re­sis­ten­cia a te­rre­mo­tos y mo­vi­mien­tos sís­mi­cos, una cons­tan­te en aquel te­rri­to­rio don­de ade­más el agua ac­túa co­mo re­fri­ge­ra­dor na­tu­ral.

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