Artículo evalúa la inserción de energía fotovoltaica flotante para reducir el uso de agua en las centrales hidroeléctricas

São José dos Campos, 20 de junio de 2021

Investigadores del Laboratorio de Modelación y Estudios de Recursos Energéticos Renovables - LABREN del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales - INPE, unidad vinculada al Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovaciones - MCTI, publicaron el artículo "Hybrid power generation for increasing water and energy securities during drought: Exploring local and regional effects in a semi-arid basin" en el Journal of Environmental Management. El estudio contó con la colaboración de investigadores de la UNIFESP y de la Universidad de Wageningen, y se realizó en el contexto de la Fase 2 del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología para el Cambio Climático (INCT - MC) y del Proyecto Nexus - Transición a la sostenibilidad y el nexo agua-agricultura-energía: exploración de un enfoque integrador con estudios de caso en los biomas del Cerrado y la Caatinga.

Dirigido por la investigadora Érica Ferraz de Campos -estudiante de doctorado del Programa de Posgrado en Ciencias del Sistema Terrestre- el artículo tenía como objetivo evaluar la inserción de la fuente solar para generar electricidad mediante tecnología fotovoltaica flotante para sustituir el uso del agua. Esta es una cuestión crítica, ya que en los periodos más secos la prioridad de la demanda energética agrava las condiciones de escasez del recurso hídrico para usos múltiples. El tema gana importancia en la agenda de discusiones científicas debido a la alerta hídrica de emergencia emitida recientemente por el Sistema Nacional de Meteorología del Gobierno Federal, con la perspectiva climática para 2021/2022.

Los embalses de las Centrales Hidroeléctricas (UHEs en portugués) pueden ser elementos clave para la seguridad hídrica, energética y alimentaria en las regiones semiáridas. Para reducir la dependencia del agua con fines energéticos, una posible medida es la adopción de la fuente solar, abundante en las regiones semiáridas. El estudio evaluó la influencia de la adición de plantas fotovoltaicas flotantes en el embalse de la Central Hidroeléctrica de Sobradinho, ubicada en el río São Francisco, entre los años 2009 y 2018. Durante este período, el río São Francisco experimentó una grave sequía, con impactos ecológicos, sociales y económicos que afectaron a la población y a las actividades dependientes de sus aguas. Los escenarios simulados variaron en la intensidad de la energía fotovoltaica, con la adopción de una capacidad instalada entre 50 y 1000 MW y, para cada escenario, se modificó la asignación de agua en base a la equivalencia hidrosolar, que restringió el caudal histórico de Sobradinho para mantener el agua en el embalse. Además, se adoptó una norma de funcionamiento diferente para los embalses en cascada del río São Francisco, con el fin de evitar los impactos ecológicos más graves del bajo caudal practicado.

Los resultados muestran que un sistema fotovoltaico a partir de 250 MW habría sido suficiente para aumentar la seguridad hídrica durante la grave sequía. Con esta configuración, el factor de capacidad de la UHE Sobradinho se optimizaría del 29% al 34-47%, mejorando el uso de las líneas de transmisión existentes. Sin embargo, como las centrales hidroeléctricas del São Francisco funcionan como un sistema, la restricción del caudal del río ha reducido la hidroelectricidad total en el período hasta un 4,4%. El estudio indica que la fotovoltaica flotante influyó significativamente en la seguridad hídrica y las condiciones ecológicas del río São Francisco, proporcionando información para apoyar las decisiones de los operadores de los sistemas de suministro de agua y energía, así como las políticas públicas destinadas a la gestión integrada de los recursos en las regiones semiáridas.

Se puede acceder al artículo en este link: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112989