fotovoltaica flotante
Estudios hidrológicos en plantas fotovoltaicas
Texto:
Alberto Cotrina
Ingeniero industrial ARRAM Consultores
El crecimiento acelerado de la energía solar fotovoltaica ha convertido a esta tecnología en uno de los pilares de la transición energética mundial. Sin embargo, el éxito de una planta fotovoltaica no depende únicamente de la calidad del recurso solar, los equipos o del diseño eléctrico de la instalación. La correcta evaluación de las condiciones hidrológicas del emplazamiento constituye un factor determinante para garantizar la seguridad, la viabilidad técnica, la rentabilidad económica y la sostenibilidad ambiental del proyecto.
Realizar un buen estudio hidrológico, especifico, detallado y de calidad, representa una herramienta indispensable durante la fase de diseño de una planta fotovoltaica, ya que, dependiendo de éste, se realizarán, a posteriori, los movimientos de tierra, diseño de drenajes y distribución del campo fotovoltaico.
¿Qué es un estudio hidrológico?
Un estudio hidrológico es un análisis técnico que evalúa el comportamiento del agua sobre un terreno y dentro de una cuenca hidrográfica. Su objetivo es determinar cómo las precipitaciones y las inundaciones provenientes de la hidrografía generan escorrentías superficiales, identificar zonas susceptibles de inundación, estimar caudales de diseño y definir las medidas necesarias para controlar y gestionar adecuadamente el drenaje.
Este tipo de estudio integra información topográfica, geológica, climática e hidrológica mediante modelos matemáticos y herramientas SIG (Sistemas de Información Geográfica), permitiendo simular diferentes escenarios asociados a eventos de lluvia de distintas intensidades, periodos de retorno y crecidas de los distintos arroyos.
La hidrología como elemento clave en el diseño de una planta fotovoltaica
Las plantas fotovoltaicas ocupan extensas superficies de terreno. La instalación de miles de módulos solares, caminos internos, zanjas para cableado, plataformas, instalación de quipos con sus correspondientes cimentaciones y edificios auxiliares modifica el comportamiento natural del drenaje superficial.
Si estos cambios no son evaluados adecuadamente, pueden aparecer problemas como:
- Inundaciones en zonas de la planta que pueden provocar daños en la propia instalación.
- Erosión del terreno y pérdida de estabilidad de las estructuras, con lo que conlleva una pérdida notable de equipos y consecuentemente, un impacto económico importante para el promotor de la instalación.
- Daños en caminos de acceso. Esto puede provocar una inaccesibilidad total a la instalación.
- Exposición de canalizaciones eléctricas, dañando la infraestructura y provocando pérdidas de energía y cortocircuitos.
- Afección de infraestructuras cercanas, como pueden ser otras instalaciones colindantes, explotaciones agrícolas o incluso urbanizaciones.
Un buen estudio hidrológico permite anticipar estos riesgos antes del inicio de las obras, reduciendo significativamente la probabilidad de incidencias durante toda la vida útil del proyecto.
Uno de los principales objetivos del estudio hidrológico es identificar áreas con potencial de inundación.
Para ello se analizan:
- Las cuencas vertientes.
- Los cauces naturales.
- Las líneas preferentes de escorrentía.
- Las precipitaciones extremas.
- Los periodos de retorno establecidos por la normativa.
Como hemos mencionado anteriormente, con esta información es posible determinar la cota segura de implantación de los equipos eléctricos, centros de transformación, inversores y subestaciones, evitando daños provocados por eventos hidrometeorológicos extremos.
En un contexto de cambio climático, donde los episodios de lluvia intensa son cada vez más frecuentes, este análisis adquiere una importancia creciente, por no decir indispensable.
Diseño eficiente del sistema de drenaje
La gestión adecuada del agua superficial constituye otro de los beneficios fundamentales del estudio hidrológico.
A partir de los caudales calculados se diseñan elementos como:
- Cunetas.
- Canales de drenaje.
- Alcantarillas.
- Badenes.
- Balsas de laminación.
- Obras de paso.
Estas infraestructuras permiten evacuar el agua de forma controlada, evitando concentraciones de flujo que puedan provocar erosión o afectar la estabilidad de las instalaciones.
El diseño de un sistema de drenaje para una planta fotovoltaica va mucho más allá de construir cunetas o instalar alcantarillas. Se trata de un proceso de ingeniería que integra estudios hidrológicos, análisis hidráulicos y criterios ambientales para gestionar el agua de forma segura y sostenible.
Un sistema correctamente diseñado protege las estructuras, minimiza la erosión, reduce los costes de mantenimiento y mejora la resiliencia de la instalación frente a eventos meteorológicos extremos. En consecuencia, el drenaje debe considerarse un elemento estratégico dentro del diseño civil de cualquier planta fotovoltaica de gran escala, ya que contribuye directamente a la seguridad, la eficiencia operativa y la vida útil del proyecto.
Impacto económico en el proyecto
Aunque el estudio hidrológico supone una inversión durante la fase inicial del proyecto, su impacto económico resulta claramente positivo.
Detectar de forma temprana problemas relacionados con el sistema de drenaje evita modificaciones de obra, reparaciones costosas, retrasos en la construcción y posibles reclamaciones derivadas de afecciones a terceros.
Además, un diseño hidráulico optimizado permite reducir el sobredimensionamiento innecesario de las obras de drenaje, logrando un equilibrio entre seguridad y eficiencia económica.
Pero el impacto económico más reseñable que afecta a las plantas fotovoltaicas, y el más catastrófico, es aquel que se produce cuando la planta está en funcionamiento y no se han tenido las medidas necesarias en cuestión de hidrología.
El estudio hidrológico en la ingeniería de detalle de plantas fotovoltaicas
La ingeniería de detalle constituye la fase final del proyecto (justo antes de la construcción, o durante ésta) en la que se definen todas las soluciones constructivas necesarias para ejecutar una planta fotovoltaica de forma segura, eficiente y conforme a la normativa aplicable. En esta etapa, el estudio hidrológico adquiere un papel esencial, ya que proporciona toda la información necesaria para diseñar las infraestructuras de drenaje, proteger la instalación frente a eventos hidrológicos extremos y garantizar la estabilidad de la obra durante toda su vida útil.
Los cálculos permiten obtener los hidrogramas y los caudales máximos correspondientes a distintos periodos de retorno, que servirán como base para el diseño hidráulico.
Como conclusión, la realización de un estudio hidrológico constituye una fase esencial en el desarrollo de una planta fotovoltaica de gran escala. Más allá del cumplimiento de los requisitos normativos, este análisis permite comprender el comportamiento del agua en el emplazamiento, prevenir riesgos de inundación y erosión, optimizar el diseño del drenaje y proteger tanto la infraestructura como el entorno.
Invertir en una evaluación hidrológica rigurosa desde las primeras etapas del proyecto hasta la ingeniería de detalle, se traduce en instalaciones más seguras, sostenibles y rentables, capaces de operar de forma eficiente durante toda su vida útil, que habitualmente supera los 25-30 años. En un sector donde la fiabilidad y la resiliencia son factores estratégicos, la hidrología se consolida como una disciplina imprescindible para garantizar el éxito de los proyectos de energía solar fotovoltaica.
Segunda convocatoria de ayudas para proyectos que incentiven la agrivoltaica y fotovoltaica flotante a nivel nacional
El Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO) ha publicado la segunda convocatoria de ayudas a proyectos innovadores de energías renovables y almacenamiento (RENOINN), que incluye la implantación de sistemas térmicos renovables y puede consultarse aquí. Este programa tiene como principal objetivo desplegar renovables que tienen un grado de innovación o valor añadido por su capacidad de integración tanto en el territorio como en los sectores productivos.
Esta nueva edición de RENOINN está dotada inicialmente con 202,5 millones de euros del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia (PRTR) para la ejecución de los fondos Next Generation EU, que permitirán incrementar la capacidad de potencia renovable y almacenamiento en España.
En esta segunda convocatoria de ayudas, gestionada por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), se mantiene el carácter innovador de las actuaciones subvencionables y el valor añadido de integrar las energías renovables en el territorio y en distintos sectores productivos, al tiempo que se impulsa el autoconsumo colectivo con consumidores vulnerables y el despliegue de la bomba de calor para descarbonizar la climatización.
Se subvencionarán nuevamente proyectos enfocados a impulsar la innovación en energías renovables en las siguientes líneas de actuación:
A) Programa de incentivos 1: Proyectos innovadores de instalaciones agrivoltaicas con almacenamiento.
Subprograma 1.1: Agrivoltaica intercalada con el cultivo.
Subprograma 1.2: Agrivoltaica con estructura sobre el cultivo 2 m ≤ h ≤ 4 m.
Subprograma 1.3: Agrivoltaica con estructura sobre el cultivo h > 4 m.
B) Programa de incentivos 2: Proyectos innovadores de instalaciones fotovoltaicas flotantes en espacios artificiales con almacenamiento
C) Programa de incentivos 3: Proyectos innovadores de integración de renovables con almacenamiento en infraestructuras.
D) Programa de incentivos 4: Proyectos innovadores de autoconsumo colectivo con almacenamiento, con participación de consumidores vulnerables.
E) Programa de incentivos 5: Proyectos innovadores de instalaciones de bombas de calor renovables.
Entre los proyectos subvencionables destaca la agrivoltaica, donde se realiza un uso simultáneo del suelo compatibilizando la producción agrícola y fotovoltaica en el mismo espacio; una fórmula que está teniendo muy buena acogida en los últimos años. La tecnología agrivoltaica permite, entre otras ventajas, modular la radiación solar sobre el cultivo, evitando el exceso de radiación y disminuyendo los requerimientos de agua, especialmente importante en lugares que sufren escasez de lluvias.
También se darán ayudas a las instalaciones fotovoltaicas flotantes y a las instalaciones fotovoltaicas, eólicas e hidroeléctricas en infraestructuras; por ejemplo, en espacios muy antropizados, como pueden ser vertederos clausurados o antiguas explotaciones mineras.
Al mismo tiempo, se incluye en esta convocatoria el autoconsumo colectivo con participación de consumidores vulnerables. El despliegue masivo del autoconsumo en España de los últimos años no ha sido igual en instalaciones individuales que colectivas, suponiendo estas últimas un porcentaje muy bajo respecto a las primeras. Es por ello, y debido a la casuística de vivienda en España donde más del 70% de la población vive en edificios, que se considera primordial continuar con el impulso al desarrollo del autoconsumo colectivo.
Este programa permitirá seguir aumentando la potencia de autoconsumo en España, ayudando así a alcanzar los objetivos propuestos de 19 GW en 2030 en el nuevo Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC). La iniciativa que va en línea con lo recogido en el plan REPowerUE de la Unión Europea para poner fin a su dependencia de los combustibles fósiles, donde la energía solar juega un papel determinante.
Por último, también son subvencionables las instalaciones de bomba de calor; una tecnología que permite avanzar en la electrificación de los procesos térmicos con fuentes renovables. En la valoración de los proyectos se tendrán en cuenta criterios económicos, así como el grado de madurez de la propuesta y externalidades positivas de los proyectos.
Dado el carácter incentivador de las ayudas, solo se admitirán proyectos cuya ejecución no se haya iniciado con anterioridad a la solicitud de la ayuda y tendrán que respetar el principio de “no causar un daño significativo” al medioambiente (DNSH por sus siglas en inglés), que vincula a los fondos NextGenEU canalizados por el PRTR.
El plazo para la realización de las inversiones subvencionables y ejecución de las actuaciones se extenderá hasta el 30 de junio de 2030.
La línea de incentivos en la que se asignó más ayuda es la agrivoltaica con almacenamiento, con 77,1 millones de euros para 62 proyectos. Más de la mitad de estas ayudas se concedieron a proyectos en explotaciones agrarias dedicadas a cultivos arbóreos como olivar, viñedos y frutales, entre otros, en los que los paneles fotovoltaicos se sitúan sobre estructuras a más de cuatro metros de altura.
Acciona aumenta la potencia y los módulos de su proyecto de fotovoltaica flotante en Sierra Brava
La Dirección General de Industria, Energía y Minas de la Junta de Extremadura ha otorgado autorización administrativa previa a la sociedad Acciona Generación Renovables, SA, para la ampliación de potencia de la instalación fotovoltaica flotante «Sierra Brava 2.0», ubicada en el término municipal de Zorita, e infraestructura de evacuación de energía eléctrica asociada.
Con fecha 21 de julio de 2020 se dictó Resolución de la Dirección General de Industria, Energía y Minas, por lo que se otorga autorización administrativa de explotación a la sociedad Acciona Energía, SA, para la instalación fotovoltaica flotante “Sierra Brava” e infraestructura de evacuación de energía eléctrica asociada, ubicada en los términos municipales de Alcollarín y Zorita (Cáceres).
Con fecha de registro de entrada de 4 de agosto de 2022, la sociedad Acciona Generación Renovables, SA, presentó solicitud de autorización administrativa previa para la modificación de la instalación fotovoltaica flotante “Sierra Brava” e infraestructura de evacuación de energía eléctrica asociada, ubicada en los términos municipales de Zorita y Alcollarín (Cáceres), acompañando el proyecto de modificación correspondiente.
Con fecha de 2 de noviembre de 2022, finalizó el trámite de información pública de la solicitud referida en el antecedente de hecho anterior, no habiéndose presentado alegaciones. Con fecha de entrada en la Junta de Extremadura de 3 de mayo de 2023, la sociedad Acciona Generación Renovables, SA, presenta nuevo proyecto de la ampliación de la instalación solicitada, cambiando su objeto a proyecto de investigación siendo este informado favorablemente por dicho organismo. Con fecha de registro de entrada de 10 de octubre de 2023, la sociedad Acciona Generación Renovables, SA, completó la documentación necesaria para la obtención de la autorización administrativa previa de la instalación de referencia.
Con fecha de 24 de octubre de 2023, la Dirección General de Sostenibilidad de la Consejería de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Sostenible emite informe de impacto ambiental favorable sobre el proyecto de investigación de instalación fotovoltaica flotante “Sierra Brava”.
Las características de las modificaciones introducidas en la instalación del “Proyecto de Investigación Fotovoltaica flotante Sierra Brava” son las siguientes: se realiza la sustitución de 5 inversores de 60 kW de la instalación existente, por 5 inversores de 100 kW, siendo la potencia total de 1.100 kWn; y se incrementa el número de módulos fotovoltaicos en 550, con una potencia individual de 465 W, que estarán montados sobre sistema independiente de flotación sobre membrana de PVC reforzada, siendo la potencia total instalada tras la ampliación de la instalación con el proyecto de investigación de 1.375 kWp. La potencia inyectada a red se mantiene limitada a 900 kW. Existe un centro de transformación de 1.100 kVA-0,4 kV/22 kV, al que se conecta la instalación. El presupuesto total de ejecución material del proyecto de investigación es de 261.210 euros.
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