Un nuevo estudio detalla cómo la energía fotovoltaica flotante afecta el flujo del viento y la irradiancia en un lago, y el efecto sobre la temperatura del agua a diferentes profundidades. Sin embargo, los autores dicen que se necesita más investigación sobre cómo diseñar sistemas para maximizar los beneficios de los propios cuerpos de agua.

Un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE y la Universidad de Friburgo evaluaron un sistema fotovoltaico flotante (FPV) en el lago Maywald, en el suroeste de Alemania, para determinar su impacto en las propiedades térmicas del lago.

En su estudio de un sistema FPV de 749 kW en un lago, los investigadores utilizaron extensas mediciones meteorológicas e hidrológicas para estudiar los efectos del sistema sobre el flujo de viento lateral cerca de la superficie, la irradiancia, la temperatura del agua y el equilibrio energético.

El equipo descubrió que la capa de agua superior presenta grandes variaciones en la temperatura del agua (ΔT w) dependiendo de la hora del día.

"En particular, se pueden observar valores negativos de ΔTw en la capa cercana a la superficie, lo que indica un efecto de enfriamiento del sistema. La profundidad y la desviación estándar de la diferencia media de temperatura del agua exhiben una fuerte correlación negativa (r = -0,87). 0 a 5 La fluctuación de la diferencia de temperatura del agua en el rango de profundidad m fue significativamente mayor que en el rango de profundidad de 5 a 10 m (p = 0,0007)".

Según los investigadores, los hallazgos pueden indicar que el impacto del FPV se produce principalmente en la capa superior de agua y puede tener diferentes efectos durante el día y la noche, produciéndose el enfriamiento más fuerte en la capa de agua cercana a la superficie.

Para determinar el impacto del FPV en el lago, el equipo utilizó un modelo de lago genérico con mediciones de irradiancia horizontal global (GHI) por encima y por debajo del módulo como entrada. Además, el equipo utilizó datos generados por pequeños transmisores de viento para analizar las diferencias en la velocidad del viento lateral cerca de la superficie causada por el sistema.

"A partir de un análisis de sensibilidad de la reducción del viento, se puede observar que el efecto del FPV sobre la velocidad del viento cerca de la superficie puede tener un impacto considerable en las propiedades térmicas del lago", afirma el estudio. "Aunque la irradiancia medida (73%) y el viento (23%) implicarían un efecto compensador sobre el cambio climático, una gran reducción del viento podría tener un efecto estabilizador sobre la estratificación y aumentar significativamente las temperaturas del agua superficial en años extremos como 2018. Esto, a su vez, podría amplificar aún más la influencia de las proyecciones sobre el cambio climático".

Estas complejidades significan que se deben realizar más investigaciones para monitorear la interacción entre los FPV y el agua para que los sistemas puedan diseñarse específicamente "para tener efectos beneficiosos sobre los cuerpos de agua en términos de cambio climático", dijo el grupo.