El mérito de la idea es del ingeniero suizo Thomas Hinderling, quien en 2010 fundó la compañía Novaton con la intención de generar energía renovable a un coste competitivo. Lamentablemente Hinderling ya ha fallecido, pero sus islas siguen adelante. El proyecto de Neuchâtel consiste en situar a finales de año las tres islas, de 25 metros de diámetro cada una, a unos 80 metros de las orillas del lago en una zona en la que está prohibida la navegación ya que es el área de depuración de la Villa deNeuchâtel, capital de este cantón de la Suiza francesa. Se prevé que los cien paneles fotovoltaicos situados sobre estas estructuras, colocados con una inclinación de 45º en filas sucesivas, generen tanta electricidad como la que consumen anualmente 32 hogares tipo. Una energía que llegará a tierra a través de cables y será gestionada por el suministrador Viteos, promotor del proyecto, que la inyectará a la red.
Las plataformas se colocarán sobre una estructura termoplástica rodeada por un tubo circular inflado de aire comprimido y deberán permanecer operativas durante 25 años, pasados los cuales serán desmontadas, sin ningún impacto en el medio. Tampoco su instalación y funcionamiento afectara a las especies del lago, como peces o aves, ni a sus características físicas y geológicas. Viteos lo garantiza sobre la base de la evaluación de impacto ambiental realizada.
No es la primera vez que Novaton prueba este nuevo y revolucionario concepto. De hecho, lleva haciéndolo desde el año 2009, cuando instaló la primera isla solar en los Emiratos Árabes Unidos (ver recuadro). En ese caso sobre tierra, ya que sus estructuras se pueden situar tanto en el agua –siempre que se trate de aguas tranquilas, no en medio de un mar agitado– como en tierra firme. Incluso se pueden colocar sobre tejados, según explica Thierry Meresse, Director Ejecutivo y copropietario de Novaton.
Ligeras, eficientes y fáciles de construir
Con un tamaño que oscila entre los 20 y los 100 metros de diámetro, las islas solares 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. Por tanto, no hay sombras, lo que permite generar al menos un 30% más de energía en comparación con otras tecnologías para un mismo espacio. “Es una manera muy rentable de alinear un gran número de receptores solares en dirección al sol", señala Meresse. Las islas están preparadas, además, para soportar grandes cargas. De acuerdo con el directivo de Novaton, “una isla solar de 100 metros de diámetro puede soportar sin problema 130 toneladas de peso”.
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, según la empresa, 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 Meresse. Se podrían construir islas aún más grandes, pero la tecnología de Novaton está optimizada para ese máximo de 100 metros. En cualquier caso, el concepto modular de esta tecnología permite agrupar cuantas plataformas haga falta, del mismo o de diferente tamaño. “Nuestra tecnología se adapta a una amplia gama de necesidades de energía, asegurando, siempre, el rendimiento más alto por unidad de área”, mantiene el directivo de Novaton.
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…. O España.. Según la compañía, una superficie de unos 16 km2 cubierta con islas solares produciría tanta energía como una central nuclear de 1 GW en funcionamiento las 24 horas del día, con la ventaja de producir energía limpia de manera segura y sin el enorme coste que conlleva el desmantelamiento de las plantas nucleares.
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 Meresse “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. Novaton está ya en conversaciones con una empresa minera chilena para proporcionarle ambas cosas, es decir, refrigeración y bombeo.
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).
Según Novaton, una isla de cien metros de diámetro que reciba una radiación directa de 1.800 kW/m2 al año (en las regiones más soleadas del globo la radiación llega a los 2.500 kW/m2) produciría 9 GWh/año de calor o 1,9 GWh/año de electricidad. El pico eléctrico sería de unos 0,8 MW y la capacidad de desalinización podría superar los 450 m3 al día.
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 menor 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”, señala el copropietario de Novaton.
La compañía cuenta con cinco patentes para la isla solar y otra más para el sistema cilindroparabólico que ha desarrollado, consistente en una hoja plegable reflectante que, al doblarse, crea una forma parabólica perfecta. La membrana de la isla, 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, con las que Novaton está en contacto. Pero la firma está abierta a trabajar, también, con otras empresas del sector, “como Acciona y Abengoa, muy buenas en este campo”, afirma Meresse.
¿Veremos pronto islas solares en diferentes lugares del mundo?
Novaton está en contacto con muchos países del mundo para instalar islas solares de 12 metros de diámetro mínimo sobre tejados planos para proporcionar aire acondicionado, una de las aplicaciones con más potencial. La firma mantiene también negociaciones con grandes compañías de desalinización para desalinizar agua del mar sin utilizar electricidad (MED), técnica que Meresse califica de “extremamente eficiente”. También hay proyectos potenciales para generar electricidad, aunque no sea la aplicación más interesante, añade el directivo, “porque es un sector extremamente competitivo”, explica.
“En todos los casos, los contactos más significativos para desarrollar proyectos concretos están en Oriente Medio, Chile y Turquía”, concluye.
En cuanto a los inicios, el primer prototipo de isla solar fue instalado en 2009 en Ras-al-Khaimah, uno de los siete emiratos que integran los Emiratos Árabes Unidos, y desde entonces sigue girando. Tiene un diámetro de 86 metros, soporta 130 toneladas de sistemas solares de concentración con capacidad para generar 1MW pico y su precisión azimutal es de 0,02°. Al estar situada en tierra fue necesario construir una zanja circular llena de agua para lograr la flotación de la estructura, que a su vez actúa de “tapa” del estanque, disminuyendo así la evaporación y optimizando el empleo del agua, algo imprescindible en un país de esta zona del globo.
El proyecto fue galardonado en 2009 con el "Honorary National Energy Globe Award” de los Emiratos Árabes Unidos. El objetivo de la isla solar de Ras-al-Khaimah es la obtención, gracias a la energía solar, de electricidad a bajo coste.
