Resumen de Diseño de un sistema de cubierta flotante fotovoltaica para balsas de riego
La utilización de sistemas de cubrición en balsas de riego que minimizan las pérdidas por evaporación es una técnica aún poco extendida. Sin embargo, y siendo el agua un recurso cada vez más escaso, es esperable un interés creciente en los próximos años. Al mismo tiempo, el consumo eléctrico asociado a muchas de estas infraestructuras de riego ha crecido de forma muy significativa en las últimas décadas debido a los planes de modernización de regadíos. En este sentido, los planes de actuación en la agricultura de regadío han de dirigirse hacia la mejora de la eficiencia hídrica y energética.
Este trabajo tiene como objetivo el diseño estructural y desarrollo técnico-experimental de un sistema de cubrición modular flotante fotovoltaico para balsas de riego. Con esta finalidad, la investigación comienza con una breve revisión de los métodos mecánicos de cubrición existentes. A continuación, se identifican las limitaciones que presentan para satisfacer conjuntamente los condicionantes hídrico-energéticos.
Para un ámbito de estudio de balsas de riego de hasta 400 metros de longitud, y alturas de talud comprendidas entre 5 y 20 metros de altura, se desarrollan los fundamentos estructurales básicos que caracterizan el diseño de la cubierta flotante soporte de una instalación de paneles solares fijos. El análisis de las variables de diseño determina que las unidades flotantes van a ser simétricas de 2.35 x 2.35 m2, y albergan dos paneles fotovoltaicos con inclinación 10º. La unión sucesiva de este elemento consigue formar una plataforma continua que ocupa la máxima superficie de agua y optimiza, igualmente, la producción de energía eléctrica. Es decir, se consigue la máxima eficiencia hídrica y energética por unidad de superficie de balsa.
El análisis estructural de este elemento flotante para las acciones de cálculo de las balsas en estudio determina una unidad de flotación de polietileno de media densidad sobre la que se apoya un marco metálico. La continuidad mecánica de la cubierta se resuelve mediante una unión articulada que conecta las unidades flotantes para formar un entramado continuo. El diseño de la cubierta posibilita el acoplamiento de la misma a los diferentes niveles de agua en la balsa gracias a un sistema elástico de abertura que bajo dos configuraciones geométricas diferentes permite cubrir toda la casuística de las balsas.
El conjunto de la cubierta flotante fotovoltaica se amarra de forma fija a un sistema de cimentación que para las cargas laterales críticas actuantes en todos los casos en estudio se concreta en una serie de pilotes. A su vez, el estudio de la seguridad estructural del talud confirma que las solicitaciones de tiro no suponen una situación de falla por falta de estabilidad del dique.
Finalmente, el desarrollo técnico se complementa con la implementación práctica de la solución en un prototipo real en la balsa El Negret de Agost (Alicante). La comprobación constructiva ocupa una superficie de 350 m2 correspondiendo a una potencia máxima instalada de 20 kWn. La evaluación de la instalación piloto pone de manifiesto un excelente comportamiento estructural confirmando la viabilidad técnica de la solución objeto de esta investigación.
