Alemania, Bélgica y los Países Bajos están conectados internamente por una longitud total de 1 millón de kilómetros de carreteras. Esto representa una gran área de entorno construido que se puede utilizar para la generación de energía sostenible mediante la integración de materiales de células solares en las superficies de las carreteras y el mobiliario urbano. En este contexto ha trabajado el proyecto Rolling Solar, para lograr la generación de electricidad renovable mediante la integración innovadora de paneles solares en la infraestructura pública.
Ya se han llevado a cabo ejemplos mediante la integración de células solares de silicio cristalino en carriles bici solares (en Krommenie, Países Bajos), en carreteras (Wattway, Francia) y una amplia variedad de barreras acústicas. Sin embargo, los costes de estos sistemas continúan siendo elevados. No solo porque aún no se han utilizado en grandes volúmenes, sino también porque se basan en células solares de silicio quebradizo, lo que requiere una protección mecánica considerable y mucho montaje.
El objetivo del proyecto Rolling Solar se ha basado en reducir los costos mediante el uso de módulos fotovoltaicos de película delgada flexibles y menos frágiles, y mediante una forma más efectiva de integración. También se ha perseguido estimular la cooperación transfronteriza entre la industria y las instituciones de investigación sobre células solares, producción, tecnología de materiales, transporte e infraestructura pública a través del desarrollo innovador y el intercambio de conocimientos. El objetivo es permitir técnicamente a los fabricantes y las empresas de construcción realizar la integración rentable del material de las células solares en la infraestructura pública.
El proyecto Rolling Solar se ha llevado a cabo entre septiembre de 2018 y agosto de 2022 en el marco del programa Interreg Euregio Meuse-Rhine (EMR). Ha sido financiado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) con más de 2,8 millones de euros y cuenta con el apoyo conjunto de las provincias de Brabante Septentrional (Países Bajos), Brabante Flamenco, Limburgo y Lieja (Bélgica) y el Ministerio de Asuntos Económicos y Clima (Países Bajos). El presupuesto total del proyecto ha sido de 5,7 millones de euros. El consorcio está formado por 18 socios de tres países, coordinados por la Organización Holandesa para la Investigación Científica Aplicada TNO.
Integración de la energía solar en la infraestructura pública
En el marco del proyecto Rolling Solar, se han llevado a cabo varias demostraciones piloto: en Geleen (Países Bajos), Genk (Bélgica) y Rosmalen (Países Bajos).
El informe final de resultados indica que Rolling Solar ha aportado múltiples aprendizajes sobre la integración fotovoltaica. Se demostró que incluso los camiones pueden pasar por encima de células solares delgadísimas de un micrómetro sin dañarse, que una barrera acústica puede ser un portador gratuito y que las células solares integradas en estas barreras pueden compensar en gran medida la huella de carbono, además de integrarse la electrónica que puede manejar el sombreado al pasar los vehículos en carreteras, así como variaciones de luz lentas.
Rolling Solar ha permitido la integración efectiva y más resistente de la energía solar en elementos de la construcción para infraestructura pública.
Carreteras solares
El piloto en el campus de Chemelot en la ciudad de Geleen (Países Bajos), allana el camino para la construcción de una carretera solar de segunda generación basada en paneles solares de silicio cristalino. Además, proporcionó una prueba de concepto para la aplicación de la tecnología CIGS de película delgada, según los investigadores, la gran promesa para el futuro.
En el campus de Brightlands Chemelot se llevó a cabo la configuración de prueba para una carretera solar de 60 metros cuadrados. La primera sección (fase A) consta de 2 partes de calzada de 10 metros cuadrados cada una con paneles solares de silicio monocristalino integrado (c-Si). La segunda sección (fase B) consta de 2 partes de la superficie de la carretera de 10 metros cuadrados cada una con tecnología de película delgada integrada: paneles solares CIGS de TNOSolliance.
El informe de resultados muestra que los beneficios potenciales de integrar paneles solares de película delgada en las carreteras son evidentes, particularmente en relación con los costos. En principio, se pueden producir en cualquier longitud deseada y se despliega en el sitio sobre las superficies de las carreteras. No obstante, los investigadores del proyecto indican que la aplicación real a gran escala de la energía fotovoltaica en las carreteras probablemente llevará más de 10 años. Requiere mucha más investigación, mayor desarrollo y pruebas. La investigación del proyecto ha sentado las bases para lograrlo.
Barrera acústica fotovoltaica
La demostración en Genk (Bélgica) se llevó a cabo para desarrollar una barrera acústica fotovoltaica. Esta prueba supuso un paso esencial para llevar esta tecnología al mercado.
La barrera acústica fotovoltaica se situó en un camino continuo de norte a sur en el borde del Parque Thor. La instalación tiene 13 metros de largo, 5 metros de altura y consta de 2 partes. En una base de hormigón se instalaron tres tipos de paneles solares en el lado este. La segunda parte de la barrera acústica consiste en un marco vertical de metal de 8 metros de largo, con 4 paneles solares CIGS de doble cara y 4 paneles solares PERC de silicio cristalino de doble cara.
El consorcio Rolling Solar ha logrado importantes resultados en la demostración en Genk. Estos incluyen, por ejemplo, un modelo de validación para el rendimiento energético de varios tipos de paneles solares y la aplicación de nueva tecnología de sensores. Además, se desarrolló un nuevo material insonorizante transparente y se adquirieron importantes conocimientos y experiencias sobre la construcción.
Los esfuerzos con respecto a la demostración en Genk no han pasado desapercibidos para desarrolladores, gobiernos y cooperativas de energía. Además, este proyecto piloto condujo a un posterior proyecto europeo de innovación en el que se consideran los obstáculos prácticos para llevar esta forma de infraestructura solar fotovoltaica integrada al mercado.
Demostración en Rosmalen
La integración masiva de paneles solares en barreras acústicas puede suponer una importante contribución a la transición energética. No ocupa espacio, mientras que una enorme superficie se utiliza para generar energía solar. Sin embargo, ese potencial no puede desarrollarse sin buenos casos de negocio.
En un piloto en Rosmalen en los Países Bajos, el consorcio europeo de Rolling Solar demostró que esta es una tecnología factible, entre otras cosas mediante la aplicación de paneles solares CIGS de película delgada de dos caras, optimizando la construcción y el desarrollo de electrónica innovadora.
El consorcio Rolling Solar construyó 2 barreras de paneles fotovoltaicos. Con este piloto se ha demostrado que crear un caso de negocio positivo para este tipo de infraestructura fotovoltaica integrada es factible.
Desarrollo e innovación en el futuro
La integración de paneles solares en aceras, carriles para bicicletas y carreteras puede contribuir significativamente a la transición energética en Europa. Sin embargo, la viabilidad tecnológica y asequibilidad siguen siendo un desafío. En el proyecto Rolling Solar se han dado pasos esenciales para acercar los caminos solares del futuro.
Todavía queda un largo camino por recorrer hacia la escala completa del despliegue de la integración solar en la infraestructura pública, pero las demostraciones en la barrera acústica ya atrajeron un gran interés de varias ciudades para el desarrollo de proyectos. Entre otros ejemplos, está prevista la construcción de varias nuevas ciclovías solares integradas, de cientos de metros de longitud.
El proyecto Rolling Solar ha finalizado, pero ha acelerado un desarrollo que continuará. Todo ello para avanzar hacia un mundo sostenible y cruzando las fronteras.