Un árbol solar es una estructura parecida a un árbol que genera energía solar utilizando paneles fotovoltaicos (PV). Emplea principios de biomimética, utilizando un sistema natural, en este caso la forma de un árbol, para ayudar a resolver un desafío global apremiante: reemplazar las fuentes de energía que emiten gases de efecto invernadero como el carbón, el petróleo y el gas con energía renovable.
Estas instalaciones llamativas generalmente tienen una base resistente de metal, plástico o piedra que se extiende hacia arriba y hacia afuera en «ramas» en las que se montan los paneles solares. Más allá de esta estructura básica, existe una gran diversidad en el diseño de unidades de árboles solares, lo que refleja respuestas innovadoras a entornos, climas y necesidades energéticas locales particulares.
Una de las colecciones de árboles solares más reconocibles del mundo se encuentra en Singapur, donde en 2012 la Junta de Parques Nacionales inauguró Gardens by the Bay, un notable proyecto botánico que incluía una instalación de 18 Supertrees artificiales alimentados por energía solar que se elevan hasta 150 pies de altura. con pabellones que se asemejan a paraguas invertidos. Estos coloridos árboles de acero no solo generan energía solar, sino que ayudan a regular la temperatura, recolectan agua de lluvia y sirven como jardines verticales para flores, helechos y enredaderas.
¿Cómo funciona un árbol solar?
Las «hojas» fotovoltaicas del árbol solar absorben la luz del sol, convirtiéndola en electricidad que se conduce a través del pilar central de la estructura en forma de tronco hasta una batería interna. Muchos diseños cuentan con paneles giratorios que pueden moverse a lo largo del día para capturar la mayor cantidad de luz solar.
Si bien la mayoría de los árboles solares no generan una cantidad de energía comparable a un sistema solar de techo, algunos diseños son sorprendentemente poderosos.
Impactos ambientales
Los árboles solares son unidades utilitarias independientes de generación de energía que ayudan a alimentar hogares, negocios y servicios públicos como la iluminación y la carga de dispositivos electrónicos. Pero el potencial de generación de energía de los árboles solares es relativamente limitado, y su objetivo principal es aumentar la conciencia pública sobre las energías renovables haciendo que las personas noten e interactúen con la energía solar de nuevas maneras.
En comparación con otros tipos de instalaciones de paneles solares montados en el suelo, los árboles solares no requieren mucho terreno. Hacen posible la generación de energía solar en áreas con escasez de tierra que no pueden soportar grandes conjuntos de techos solares, así como en lugares que carecen de suficiente espacio en la azotea para los paneles.
Además, los árboles solares crean sombra para ayudar a contrarrestar el efecto isla de calor urbano y brindan refugio en condiciones climáticas adversas, como tormentas y olas de calor, creando una mayor resiliencia urbana frente al cambio climático. También mejoran los espacios públicos y las comodidades, proporcionando estaciones de carga, alimentando el alumbrado público y aportando electricidad limpia a los hogares o instalaciones comerciales.
En la actualidad, los árboles solares no están diseñados como proyectos solares a gran escala, lo que limita su capacidad para contribuir a la transición energética con bajas emisiones de carbono. Aún así, sus llamativos y variados diseños llaman la atención. Esto hace que los árboles solares sean efectivos para exhibir y, por lo tanto, educar a las personas sobre la energía solar, o promover el compromiso de una empresa u organización con la energía renovable.
Empresas de árboles solares
Varias empresas de energía solar ofrecen opciones comerciales y residenciales para instalar árboles solares. Aquí hay algunas de las principales empresas de árboles solares en los EE. UU. y en el extranjero.
foco solar
Esta empresa con sede en Carolina del Norte es una corporación B certificada que produce varios diseños de árboles solares. Sus productos se han instalado en zoológicos, estadios deportivos, piscinas, escuelas, empresas de servicios públicos e incluso en el Centro Espacial Kennedy, entre otros.
Estos sistemas proporcionan sombra e iluminación eléctrica, carga de dispositivos electrónicos portátiles e incluso pantallas de televisión integradas en algunos casos. Si bien están destinados principalmente a espacios comerciales y públicos, también pueden funcionar como instalaciones residenciales, aunque son considerablemente más costosos que un sistema fotovoltaico solar promedio en la azotea (consulte a continuación una comparación de árboles solares y paneles solares).
flor inteligente
SmartFlower, con oficinas en Austria y Boston, ofrece productos solares independientes que imitan a las flores más que a los árboles, con un tallo central resistente que se abre como un abanico circular en «pétalos» fotovoltaicos. Desde parques europeos hasta resorts de lujo mexicanos, esta empresa está impulsando la estética de las instalaciones solares en varios continentes. Al mismo tiempo, emplea un enfoque innovador para maximizar la producción de energía para instalaciones pequeñas e independientes, imitando un girasol abriéndose y cerrándose y siguiendo el sol.
Además de las instalaciones comerciales, SmartFlower también ofrece productos residenciales, que pueden ser de interés para aquellos cuyos hogares no admiten energía solar en la azotea, aunque el alto precio lo convierte en un producto de nicho más que la energía solar doméstica para las masas.
haz global
Anteriormente conocido como Envision Solar, Beam Global produce tanto unidades de carga de vehículos eléctricos con energía solar fuera de la red como árboles y marquesinas solares. Los diseños ofrecen sombra a medida que producen electricidad, lo que potencialmente ofrece ahorros adicionales en emisiones de gases de efecto invernadero ya que los automóviles más fríos requieren menos aire acondicionado.
Solvís
Solvis es una empresa croata que produce árboles solares con elegantes ramas de metal y paneles fotovoltaicos en forma de hoja intercalados con luces LED, lo que los convierte en un complemento atractivo para los espacios públicos y las empresas. Pueden cargar teléfonos y otros dispositivos electrónicos, incluidas computadoras portátiles, así como bicicletas eléctricas. Bancos circulares con capacidad para 12 personas rodean la base del árbol solar Solvis.
árbol de poder
Esta empresa con sede en India produce unidades solares que, como SmartFlower, tienen pétalos fotovoltaicos, pero no se abren ni se cierran. El PowerTree tiene un sistema de seguimiento automático que gira los paneles para seguir el sol y es capaz de encender luces LED, cámaras de vigilancia CCTV y cargar teléfonos y computadoras portátiles.
Árboles solares versus paneles solares
Los paneles solares son mucho más baratos que los árboles solares en la actualidad y tienen una capacidad de generación de energía mucho mayor. En 2020, el costo de un sistema fotovoltaico de techo de 22 paneles fue de aproximadamente $ 2.71 por vatio, según un informe del Laboratorio Nacional de Energía Renovable. Suponiendo que cada panel es de 250 vatios, eso es $14,905 antes de los créditos fiscales.
Por el contrario, un árbol solar generalmente cuesta entre $30 000 para un sistema de 1,7 kilovatios y $100 000 para un sistema de 16,5 kilovatios, según los parámetros de diseño e instalación, lo que hace que los árboles solares sean más viables para empresas más grandes e infraestructura pública que para muchos clientes residenciales o negocios más pequeños.
Habiendo dicho eso, tanto los sistemas de paneles solares fotovoltaicos como los árboles solares en los EE. UU. califican para créditos fiscales federales y estatales de energía renovable y otros incentivos. Hasta fines de 2022, el crédito fiscal federal por sí solo puede reducir el costo inicial de las instalaciones solares en más de una cuarta parte y en un 22 % hasta 2023.
El futuro de los árboles solares
Los diseños actuales de árboles solares a menudo sirven como una fuente de energía complementaria en lugar de primaria: su generación de energía es limitada en comparación con otras formas de energía solar y son significativamente más costosos por unidad de energía producida. Las futuras innovaciones de diseño pueden reducir los precios y aumentar la generación de energía para que los productos de los árboles solares representen una mayor parte de la capacidad solar total y tengan un mayor valor más allá del marketing ecológico o los proyectos educativos de demostración.
Los árboles solares del futuro tienen el potencial de proporcionar energía en comunidades rurales remotas u otros lugares fuera de la red, encender luces, estufas y algunos electrodomésticos en lugar de fuentes de energía sucia como generadores de gas contaminantes y fuegos de carbón. Del mismo modo, algunas ciudades con visión de futuro ya están combinando árboles solares con otras formas de energía solar para satisfacer las necesidades energéticas de sus instalaciones. En 2016, Las Vegas, Nevada, se convirtió en el gobierno de la ciudad más grande de los Estados Unidos en funcionar completamente con energía renovable, que incluyó árboles solares instalados alrededor del Ayuntamiento.
Una tecnología interesante que podría conducir a una mayor innovación en los árboles solares implica el desarrollo de alternativas plásticas livianas a los paneles fotovoltaicos de silicio.
Estas denominadas tecnologías fotovoltaicas orgánicas (orgánicas porque contienen moléculas de carbono) se exhibieron en la Expo de Milán de 2015, donde la firma alemana Schmidhuber presentó árboles solares con forma de plantas que brotan con paneles solares de plástico hexagonales flexibles que forman una “membrana” cubierta refugios que también generaban luz. En el futuro, estos paneles solares de plástico podrían usarse en árboles solares livianos diseñados para lugares donde los paneles de silicio mucho más pesados no serían seguros o factibles.
