Aprovechando el poder del agua: aplicaciones de la energía solar flotante

Este enfoque permite reforzar la seguridad de suministro sin consumir suelo agrícola ni competir con otros usos del territorio. A la vez, abre la puerta a soluciones híbridas (solar-hidro, solar-bombeo, solar-riego) que aumentan la flexibilidad operativa de los sistemas eléctricos y de los usuarios intensivos en energía, especialmente en el sector agrario. Empresas como Isigenere, con su tecnología patentada ISIFLOATING, están en la vanguardia de esta transición, desplegando plantas flotantes en embalses agrícolas, hidroeléctricos e industriales en Europa y otros continentes.

Una planta solar flotante se compone esencialmente de tres subsistemas:

1. Estructura flotante: flotadores modulares de polímeros de alta resistencia que proporcionan la sustentación y la geometría adecuada para los paneles.
2. Generador fotovoltaico: paneles, cableado DC, cajas de conexión y elementos de protección adaptados al entorno acuático.
3. Sistema de anclaje y amarre: conjunto de líneas, muertos, pilotes o anclajes a orilla que garantizan la estabilidad frente al viento, variaciones de nivel y oleaje.

Por ejemplo, la tecnología Isifloating de Isigenere se basa en una estructura modular de polímeros diseñada específicamente para condiciones en lámina de agua, con una elevada rigidez, posibilidad de caminar sobre la planta para operación y mantenimiento y una gran adaptabilidad a distintas geometrías de embalse. El sistema permite configuraciones desde pequeños campos de unos cientos de kWp hasta centrales de decenas de MWp, ajustando la densidad de cobertura y las soluciones de anclaje a los requisitos hidráulicos y operativos de cada cliente.

Además del diseño de la estructura, el anclaje y el amarre son elementos críticos en FPV. Los cálculos deben considerar cargas de viento, oleaje, oscilaciones por variaciones de nivel y posibles empujes de corriente. Isigenere desarrolla soluciones de anclaje específicas para cada embalse —con combinaciones de anclaje al fondo, a taludes y a orilla— de forma que se controle el desplazamiento de la planta y se asegure la integridad mecánica a lo largo de la vida útil del proyecto.

La fotovoltaica flotante ofrece una combinación de ventajas técnicas, operativas y ambientales frente a las instalaciones en suelo:

• Conservación del suelo: al ubicarse sobre lámina de agua, no se ocupa terreno agrícola ni se fragmenta el territorio, algo especialmente relevante en zonas de regadío intensivo o con fuerte protección ambiental.
• Reducción de evaporación: la cobertura parcial del embalse puede reducir la evaporación del agua en torno a un 80%, al bloquear la radiación solar directa y reducir la acción del viento sobre la superficie libre. En regiones con estrés hídrico, este efecto tiene un valor económico y ambiental significativo.
• Mejora de la calidad del agua: al limitar la radiación directa, disminuye el crecimiento de algas y otros organismos fotosintéticos, lo que contribuye a estabilizar la calidad del agua en determinados usos agrícolas e industriales.
• Mayor rendimiento energético: el efecto de enfriamiento del agua reduce la temperatura de operación de los módulos. Diversos proyectos muestran incrementos típicos de producción del orden del 10-15% respecto a sistemas equivalentes en suelo, en las mismas condiciones de irradiación.
• Sinergias con infraestructuras existentes: en embalses hidroeléctricos o de riego ya existe red eléctrica, accesos y, en muchos casos, sistemas de control; la FPV aprovecha estos activos, reduciendo la inversión adicional necesaria para inyectar o consumir la energía generada.

La tecnología Isifloating se basa en una estructura modular de polímeros diseñada específicamente para condiciones en lámina de agua.

Un ejemplo representativo de la aplicación de esta tecnología en el sector agrícola es el proyecto de la Comunidad de Regantes del Campo de Cartagena en el embalse Cola, ejecutado con tecnología flotante de Isigenere.

La comunidad ha puesto en marcha el proyecto "Instalación de cubierta fotovoltaica flotante para autoconsumo en el embalse Cola", cuyo objetivo es reducir de forma significativa el coste energético asociado al bombeo y a la elevación del agua de riego, así como aumentar la sostenibilidad medioambiental de la explotación.

La instalación fotovoltaica flotante se ha dimensionado con los siguientes parámetros:

• Número de módulos: 2.600 paneles fotovoltaicos.
• Potencia unitaria de módulo: 600 Wp.
• Potencia pico instalada: 1,56 MWp.
• Producción anual estimada: 2.161 MWh.

Esta producción se destinará al suministro de energía eléctrica diurna, tanto para el riego directo como para la impulsión hacia las balsas de regulación asociadas. En términos energéticos, la planta presenta un factor de carga anual en torno al 16%, coherente con una instalación de autoconsumo orientada a cubrir la curva de demanda de bombeos y elevaciones, con posibles limitaciones ligadas al perfil horario de consumo y a las condiciones de conexión.

La propia Comunidad de Regantes ha señalado que "la instalación fotovoltaica servirá para disminuir el coste de la energía utilizada en la impulsión de la balsa de Trinchera, disponer de mayor flexibilidad y períodos de uso, así como aumentar la sostenibilidad medioambiental de las operaciones". Estas tres líneas de actuación se traducen en:

• Reducción de coste energético: desplazando parte relevante del consumo de red a generación propia, con impacto directo en el coste por m³ bombeado.
• Mayor flexibilidad de operación: al disponer de energía renovable en las horas solares, la comunidad puede adaptar mejor los horarios de riego y bombeo a las necesidades agronómicas y a las restricciones de la red.
• Mejora del perfil ambiental: disminución de la huella de carbono asociada al uso de energía en la comunidad de riego y contribución al cumplimiento de objetivos climáticos regionales y europeos.

Aunque la energía solar flotante presenta ventajas claras, su diseño y operación requieren abordar varios retos técnicos específicos:

• Diseño estructural y de flotación: la estructura debe ofrecer suficiente rigidez para mantener las inclinaciones de los módulos dentro de los rangos de diseño y garantizar la seguridad del personal que accede a la planta, minimizando a la vez el peso y el coste del sistema.
• Anclaje y amarre: es necesario dimensionar las líneas de amarre y los puntos de anclaje para resistir combinaciones de carga de viento, oleaje, corrientes y cambios de nivel. Esto implica estudios específicos de batimetría, geotecnia y clima marino/fluvial.
• Compatibilidad hidráulica: la presencia de una cubierta flotante no debe interferir con la operación del embalse (tomas, aliviaderos, maniobras de vaciado y llenado). Es habitual definir zonas de exclusión y corredores de agua libre para preservar la funcionalidad hidráulica.
• Corrosión y materiales: el entorno acuático exige materiales resistentes a la radiación UV, a la humedad y, en algunos casos, a la salinidad o presencia de agentes químicos. La selección de polímeros, metales y recubrimientos es crucial para asegurar una vida útil prolongada.
• Operación y mantenimiento (O&M): el diseño debe prever accesos, pasarelas y sistemas de seguridad que permitan una O&M comparable, en términos de eficiencia, a la de una planta en suelo. El sistema ISIFLOATING integra pasarelas y elementos de seguridad precisamente para reducir el coste operativo a lo largo del ciclo de vida.

Con una alta concentración de balsas y embalses, España presenta una oportunidad singular para desarrollar soluciones de autoconsumo y proyectos a gran escala en lámina de agua.

El potencial de la energía solar flotante es especialmente relevante en países con un elevado número de embalses artificiales para riego, abastecimiento e industria. España, con decenas de miles de balsas y embalses, presenta una oportunidad singular para desarrollar soluciones de autoconsumo y proyectos a gran escala en lámina de agua.

Los proyectos de autoconsumo como el de la Comunidad de Regantes del Campo de Cartagena muestran que la FPV es ya una tecnología madura, capaz de integrarse en la operación diaria del regadío, reducir costes energéticos y mejorar al mismo tiempo la gestión del agua. Paralelamente, las aplicaciones en presas hidroeléctricas y otras infraestructuras hidráulicas permiten desarrollar proyectos de mayor escala y avanzar hacia sistemas híbridos más flexibles y resilientes.

La fotovoltaica flotante ha pasado de ser una curiosidad tecnológica a constituir una herramienta de ingeniería sólida, económicamente competitiva y ambientalmente ventajosa. Su papel en la transición energética será cada vez más relevante allí donde el agua y la energía deban gestionarse de forma conjunta, eficiente y sostenible.