Flotando una idea energética: los científicos estudian el panel solar

Jul 23, 2023

Estanques con paneles solares en construcción en la instalación de estanques experimentales de Cornell. Dos de los estanques de control están al fondo.

La Tierra se está quedando sin espacio.

La sociedad moderna exige alimentos y energía sostenible, por lo que la ciencia tiene una idea: para preservar las tierras agrícolas para los cultivos y las tierras de conservación para la vida silvestre, coloque paneles fotovoltaicos flotantes en lagos, ríos y embalses.

El problema: nadie ha definido completamente cómo los acres de cuerpos de agua cubiertos de paneles afectan los sistemas acuáticos biológicos, pero Cornell y el ecólogo del Servicio Geológico de Estados Unidos, Steve Grodsky, y un equipo multidisciplinario de investigadores, pronto lo aprenderán.

Steve Grodsky, profesor asistente, toma muestras de artrópodos en un estanque cubierto de paneles solares en el Centro Experimental de Estanques de Cornell.

Desde mediados de junio, Grodsky y un pequeño grupo de estudiantes han conectado 378 paneles solares y 1.600 flotadores (a mano, uno a la vez) en tres estanques en la instalación de estanques experimentales de Cornell, adyacente al aeropuerto de Ithaca. El proyecto de tres años está financiado por el Centro Cornell Atkinson para la Sostenibilidad.

"Necesitamos energía renovable para mitigar el cambio climático, y necesitamos espacio para cultivar alimentos y respaldar los servicios de los ecosistemas", dijo el investigador principal Grodsky, profesor asistente (cortesía) de recursos naturales y medio ambiente en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, y profesor miembro de la facultad de Cornell Atkinson. “Si cubrimos parcialmente lagos y embalses con paneles solares, ¿cómo podemos hacerlo de forma inteligente y sostenible? Eso es lo que vamos a descubrir”.

Específicamente, el proyecto examinará cómo los paneles solares flotantes en los estanques de investigación afectan las partes abióticas y bióticas del agua; y cómo les va a los microbios, los macroinvertebrados (caracoles y cangrejos de río), los macrófitos (plantas acuáticas) y los peces. Los investigadores rastrearán las emisiones de gases de efecto invernadero de los estanques, el crecimiento de algas en verano, la bioacústica y el ADN ambiental.

Los científicos de Cornell que se unen a Grodsky como co-investigadores principales son:

Ciel & Terre, una empresa francesa especializada en el desarrollo de paneles solares flotantes, se está asociando con los investigadores. La empresa ha implementado alrededor de 280 proyectos de este tipo en todo el mundo.

Grodsky dijo que el interés en los paneles solares impulsados ​​por agua está aumentando. En diciembre pasado, el representante Paul Tonko (demócrata por Nueva York) y el representante Jared Huffman (demócrata por California) presentaron la “Ley para proteger nuestras aguas y expandir las energías renovables en nuestros embalses”, conocida como la “Ley ENERGÍA nuestros embalses”, que tierras libres, posiblemente reducir la proliferación de algas nocivas, avanzar en la producción de energía limpia en los embalses de agua federales y examinar el despliegue de energía solar flotante para crear energía renovable.

Citando informes del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, la ley propuesta decía que el despliegue de paneles solares flotantes en embalses podría ahorrar 5 millones de acres de tierra y satisfacer el 10% de las necesidades de electricidad del país.

Si bien Grodsky hubiera preferido conectar estos paneles solares a la red eléctrica, era demasiado caro para este proyecto.

Los estanques liberan naturalmente gases de efecto invernadero a medida que la materia orgánica del agua crece y muere.

Al agregar paneles solares a un estanque en julio, Steve Grodsky, izquierda, y la estudiante de doctorado Caitlin Davis pretenden comprender cómo los paneles fotovoltaicos flotantes afectan la biología del agua.

A finales de julio, el investigador postdoctoral Nicholas Ray, la estudiante de maestría Tess Canino y Jera Jansen '25 comenzaron a examinar las concentraciones de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso que emanaban de los estanques.

"Si podemos entender las implicaciones científicas de la energía solar flotante, tenemos una oportunidad para la producción de energía con una huella ambiental posiblemente baja", dijo Ray, que trabaja en el laboratorio de Holgerson.

En estanques de control cercanos, Canino –cuya experiencia es en silvicultura– navegó en kayak para leer los monitores de captura de gas y anunciar las mediciones. “No estoy sentado en un sillón”, dijeron. “Esto contribuye a los esfuerzos de conservación. Esta investigación sobre el terreno es aplicable a nuestra crisis global actual y puede ayudar a mitigar el impacto del cambio climático”.

Desde una perspectiva de sostenibilidad, es importante comprender los efectos en los ecosistemas, dijo Grodsky: “No se trata de frenar el desarrollo de las energías renovables; se trata de incorporar rigor científico para hacer más sostenible el despliegue del desarrollo solar flotante”.

Con la transición energética actual hacia las energías renovables, la ciencia debe incorporar la sostenibilidad desde el principio, dijo Grodsky. “Si nos sumergimos de lleno, podemos encontrar consecuencias no deseadas en el futuro. Necesitamos energía renovable para mitigar el cambio climático, pero ¿cómo podemos hacerlo de manera inteligente y sostenible?”

Además de Ray, Canino y Jansen, ayudaron con la construcción de los paneles en los estanques: Tim Boycott, Trifosa Simamora y Caitlin Davis, estudiantes de doctorado en recursos naturales y medio ambiente; Sheen Dwyer-McNulty '23; y Dave Grodsky.

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