¿Cómo funcionan las granjas solares? Descripción general, beneficios, impactos ambientales

Las granjas solares se están convirtiendo en sitios familiares en el paisaje a medida que más y más clientes de electricidad obtienen su energía del sol sin instalar nada en sus techos.

A diferencia de los sistemas solares de techo, una granja solar generalmente se ubica fuera del sitio, no en la propiedad del cliente solar. También conocidas como parques solares o jardines solares, las granjas solares generalmente se montan en el suelo y atienden a múltiples clientes, desde menos de diez hasta cientos de miles.

Solo una pequeña señal en el radar hace una década, las granjas solares grandes y pequeñas están en auge. En julio de 2018, se registraron 544 proyectos en la base de datos de parques solares que mantiene el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL). Dos años y medio después, en diciembre de 2020, la lista de NREL incluía 1592 parques solares. Las granjas solares han crecido en número y tamaño debido a la continua disminución del costo de la energía solar, con precios que cayeron un 89 % entre 2010 y 2020. La disminución de costos es una de las razones por las que se ha agregado más energía solar nueva a la combinación de electricidad en los Estados Unidos que cualquier otra fuente durante dos años consecutivos.

Granjas solares a gran escala frente a granjas solares comunitarias

Si bien las granjas solares a gran escala tienden a ser mucho más grandes que las granjas solares comunitarias, la principal diferencia es la participación del cliente.

En una granja solar comunitaria, varios clientes poseen conjuntamente o se suscriben a un proyecto solar local y reciben crédito en sus facturas de servicios públicos por la energía que produce su parte del proyecto solar. Por el contrario, los proyectos a gran escala pueden ser desarrollados por la propia empresa eléctrica o por empresas privadas de energía que vendan la electricidad que producen directamente a las empresas de servicios públicos, sin ninguna participación del cliente.

Los proyectos solares comunitarios generalmente varían en tamaño de 2 a 2000 kilovatios (kW) o más. Algunos estados imponen límites al tamaño de los proyectos solares comunitarios, ya sea directamente en términos de los kilovatios que pueden generar o limitando la cantidad de personas que pueden unirse a un proyecto. El Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley considera proyectos a escala de servicios públicos como cualquier proyecto solar montado en tierra igual o superior a 5 megavatios (MW). A diciembre de 2020, había 129 parques solares en los Estados Unidos de 5 MW o más, según NREL.

Las granjas solares más grandes del mundo

El récord de las granjas solares más grandes (o «parques», como se les conoce en otras partes del mundo) se sigue rompiendo. La lista de los 10 principales no tiene fincas con más de una década. Por el contrario, la lista de las 10 plantas generadoras de electricidad activas más grandes del mundo incluye la presa Grand Coulee, construida en 1942.

1. El Parque Solar Bhadla se destaca como la granja solar más grande del mundo, con 2.245 MW. (En comparación, el estado de Nueva York tenía 3 GW de energía solar instalados en julio de 2021, suficiente para alimentar 500 000 hogares). El proyecto Bhadla está ubicado en una región árida y remota en el oeste de la India, donde las temperaturas alcanzan regularmente más de 100 grados F. Se construyó en cuatro fases a partir de 2015 y se completó en 2019. Si bien India todavía genera el 80% de su energía a partir del carbón , petróleo y biomasa, el Parque Solar Bhadla forma parte del objetivo del país de instalar 175 gigavatios (GW) de energía renovable para 2022. (Un gigavatio es 1000 MW, o mil millones de vatios).
2. Detrás del Bhadla Solar Park se encuentra el Huanghe Hydropower Hainan Solar Park de 2200 MW, que se inauguró en 2020 en la provincia china de Qinghai. Representa las ambiciones de su país de alejarse de su fuerte dependencia del carbón. Al igual que India, China todavía depende en gran medida del carbón, con el 61% de su electricidad generada con carbón en 2019. China instaló 48,2 GW de energía solar en 2020, más del doble que Estados Unidos, que ocupa el segundo lugar, y un tercio de las instalaciones totales del mundo durante el año.
3. El proyecto de energía solar Shakti Sthala en Karnataka, India, consta de 2050 MW de capacidad solar, el único otro parque solar de más de 2 GW. Se completó en 2019 y cubrió 13,000 acres de tierra. Al arrendar la tierra a 2300 agricultores locales en lugar de poseerla por completo, la granja solar producirá energía limpia al mismo tiempo que aumenta los ingresos rurales y ayuda a mantener a los agricultores en sus tierras.
4. El Parque Solar Benban de 1.650 MW en Egipto es el parque solar más grande fuera de Asia. Iniciado en 2014 y ubicado con la ayuda de la NASA, comprende más de 7 millones de paneles solares individuales y se completó en noviembre de 2019. Al igual que otras granjas solares ubicadas en el desierto, incluidas las del suroeste de Estados Unidos, la ubicación de las granjas solares suele ser una compensación entre el aumento de la radiación solar que se encuentra en los desiertos y la reducción de la eficiencia de los paneles solares a altas temperaturas.

Impactos ambientales de las granjas solares

Con más granjas solares salpicando el paisaje, ha aumentado la reacción contra ellas, algunas con preocupaciones ambientales legítimas, otras basadas en información errónea sobre su impacto ambiental.

Equilibrio de energía limpia con biodiversidad

La pérdida de biodiversidad es la otra crisis principal además de la emergencia climática. No deberíamos tener que sacrificar abordar uno a expensas del otro.

Según NREL, instalar suficiente energía solar para cumplir con los objetivos del Acuerdo Climático de París requeriría «una superficie terrestre máxima equivalente al 0,5% de la superficie contigua de EE. UU.» Sin embargo, no todas las áreas de tierra son iguales, por lo que priorizar el uso de terrenos baldíos, antiguos vertederos, áreas perturbadas, tierras contaminadas, áreas zonificadas para usos industriales y otras zonas no sensibles reducirá el riesgo para la biodiversidad. Tampoco se debe poner en peligro la seguridad alimentaria de la nación sacrificando tierras de cultivo productivas.

Muchos estados tienen «mejores prácticas de ubicación» para que las sigan los instaladores de energía solar, al igual que el Departamento de Energía de EE. UU., para minimizar los impactos ambientales de las granjas solares. Ocho estados de los EE. UU. también tienen legislación que promueve granjas solares «amigables con los polinizadores» para proteger la biodiversidad local.

Con una planificación y ubicación adecuadas, las granjas solares pueden proteger y mejorar los paisajes al mismo tiempo que protegen las tierras agrícolas productivas. Como se vio con el proyecto solar Shakti Sthala, arrendar tierras para proyectos solares en propiedades agrícolas que no son aptas para la agricultura puede aumentar los ingresos de los agricultores lo suficiente como para permitirles continuar cultivando sus tierras en lugar de venderlas a los desarrolladores. La integración de paneles solares en las operaciones agrícolas (conocidas como agrovoltaicas) puede proporcionar sombra para el ganado, proteger los cultivos de las fuertes lluvias, reducir la pérdida de agua y aumentar los rendimientos agrícolas mientras se produce suficiente electricidad para mantener la granja.

Beneficios ambientales de ser un “Prosumidor”

Aunque menos cuantificables, es importante no subestimar los beneficios de la participación de las partes interesadas en los proyectos solares.

La relación tradicional entre las empresas eléctricas y sus clientes es generalmente unidireccional: las empresas generan y entregan electricidad, mientras que el único compromiso de los clientes con su empresa es una conexión inicial y un pago mensual. A menos, por supuesto, que se vaya la luz. Esa relación unidireccional no cambia en la energía solar a gran escala. Y el compromiso del consumidor no ha cambiado; la única diferencia es que la fuente de energía es más limpia.

Sin embargo, tanto en la energía solar comunitaria como en la azotea, los clientes son «prosumidores», tanto productores como consumidores de su electricidad, y su relación con su consumo de electricidad cambia. Pagar sus facturas de servicios públicos con la energía que producen sus paneles solares significa que se vuelven más conscientes de cuánta energía usan y, por lo tanto, es más probable que la reduzcan.

Una encuesta de clientes de energía solar en California encontró que el 87% de ellos se había involucrado en otras acciones de eficiencia energética, como instalar iluminación y electrodomésticos eficientes. Incluso entre los propietarios de vehículos eléctricos conscientes del medio ambiente, aquellos sin energía solar usaron un 58 % más de electricidad que el hogar típico. Si bien existe alguna evidencia de que los clientes de electricidad aumentan su consumo de energía cuando adoptan la energía solar, es una pequeña fracción (18 % en algunos estudios) del aumento de energía que producen.

El efecto neto sigue siendo que se agrega electricidad más limpia a la red y la huella de carbono del cliente es menor incluso con más electricidad consumida. Cuanto más la producción de electricidad esté en manos de los consumidores, más probable es que reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero.