Las granjas solares flotantes pueden enfriar lagos amenazados por el cambio climático

La energía solar es ahora la fuente de electricidad más barata de todos los tiempos, de acuerdo a Informe 2020 por la Agencia Internacional de Energía. Pero hay algo que frena este poder de energía pura: el espacio. A diferencia de las plantas de energía de combustibles fósiles, las granjas solares necesitan mucho espacio para generar suficiente electricidad para satisfacer la demanda. La mayoría de las granjas solares constan de paneles montados en el suelo ocupar la tierra que podría usarse para cultivar alimentos o proporcionar hábitat para animales salvajes.

Aunque el actual y agua normalmente no se mezclan, cada vez hay más archivos granjas solares flotantes se implementan en todo el mundo. Móvil paneles solares en un lago o cuerpo de agua puede parecer un accidente que está a punto de suceder, pero una investigación reciente ha demostrado que la tecnología produce más electricidad en comparación con las instalaciones solares montadas en el techo o en el suelo. Esto se debe al efecto de enfriamiento del agua debajo de los paneles, que puede aumentar la eficiencia de la generación de electricidad por estos sistemas en hasta 12,5%.

Dicho esto, los lagos y embalses ya son muy importantes para los humanos y el planeta. Aunque estos reservorios de agua dulce cubren menos del 1% de la superficie de la Tierra, casi los nutren 6% de su biodiversidad y proporcionar el agua potable y el riego de cultivos que necesitan miles de millones de personas. Perturbador cambio climático aumentó la temperatura de la superficie de los lagos de todo el mundo en un promedio de 0,34 ° C por década desde 1985alentador floraciones de algas tóxicas, bajando el nivel del agua y evitando que el agua se mezcle entre las capas discretas que se forman naturalmente en lagos más grandes y profundos, privando la profundidad de oxígeno.

En la búsqueda de descarbonizar la energía para frenar el calentamiento global, podría volverse líquida granjas solares sólo para cargar los preciosos recursos de agua dulce del mundo? Curiosamente, v nueva investigación, hemos descubierto que las granjas solares flotantes cuidadosamente diseñadas pueden reducir los riesgos que plantean. cambio climático para lagos y embalses.

Tampón anti-calentamiento

Mis colegas y yo usamos un modelo de computadora para simular cómo las granjas solares flotantes pueden afectar la temperatura del agua en un lago. Nuestras simulaciones se basan en Windermere, el lago más grande de Inglaterra y uno de los más bien estudiado lagos del mundo.

Las granjas solares flotantes reducen la cantidad de viento y luz solar que llegan a la superficie del lago al cambiar muchos de los procesos internos. Como cualquier girasol flotante granja tiene un diseño diferente, realizamos simulaciones para ver cómo cambiaban las temperaturas del lago con más de 10,000 combinaciones únicas de velocidad del viento y radiación solar.

Nuestros resultados sugieren que los cambios de temperatura del agua causados ​​por las granjas solares flotantes podrían ser tan grandes como el cambio climático en sí, justo en la dirección opuesta.

Una granja solar flotante, que reduce la velocidad del viento y la radiación solar en un 10% en todo el lago, podría compensar una década de calentamiento debido al cambio climático. El mayor efecto de enfriamiento lo ejercían los diseños que daban sombra al lago más que lo protegían, reduciendo la luz solar más que el viento. La evaporación disminuyó y el lago se mezcló más, lo que promovió la oxigenación de las aguas más profundas.

Estos efectos pueden variar de un lago a otro. profundidad, área y ubicación. Sin embargo, los procesos ecológicos en los lagos están influenciados principalmente por la velocidad del viento y la luz solar, que fue el foco de nuestras simulaciones.

Potencial global

Si bien la mayoría de nuestras simulaciones señalaron los beneficios para los lagos y las granjas solares flotantes, algunas sugirieron efectos secundarios indeseables. En una pequeña cantidad de simulaciones, encontramos que las granjas solares flotantes que redujeron la velocidad del viento en la superficie del lago más que la luz solar reducida podrían en realidad imitar o amplificar los efectos del cambio climático, aumentando el tiempo que los lagos más profundos permanecen estratificados. Afortunadamente, creemos que el diseño cuidadoso de los parques solares flotantes debería reducir este riesgo.

Móvil energía solar ha crecido más que céntuplo en los últimos cinco años, alcanzando su punto máximo 2,6 gigavatios de potencia instalada en 35 países. Si solo el 1% superficie todos los cuerpos de agua artificiales (que son más fácilmente accesibles y generalmente menos sensibles ecológicamente que los lagos naturales) se han cubierto con paneles solares flotantes, puede generar 400 gigavatios– Suficiente electricidad para hacer funcionar 44 mil millones de bombillas LED al año.

Es probable que la energía solar flotante contribuya de manera significativa a la descarbonización de los recursos energéticos del mundo. Nuestra investigación sugiere que esto puede tener el beneficio adicional de compensar parte del daño causado a los lagos por el aumento de las temperaturas.

Aun así, nuestras simulaciones solo cubrieron los efectos físicos del sol flotante, mientras que otras preguntas siguen sin resolverse. ¿Cómo interactuarían las granjas solares flotantes con otros usos del lago, como los deportes o la acuicultura? Cómo los animales salvajes comparten un archivo lago ¿cargo? ¿Y qué lagos son los más adecuados para una granja solar flotante? El trabajo para comprender completamente el potencial de esta tecnología apenas ha comenzado.

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