Em ambos os casos, é papel do flutuador manter as placas no ângulo de inclinação ideal para a captação da luz do sol. Após fixadas as placas e com os flutuadores conectados uns aos outros, toda a estrutura é ancorada através de linhas de amarração, que devem ser projetadas para acomodar tensões e variações do nível da água. A plataforma flutuante pode ser ancorada à margem, ao fundo ou aos dois, sendo isso definido de acordo com o tamanho do projeto e condições do local. Esse tipo de tecnologia, já é utilizada em outros países, principalmente em lagos, lagoas e estações de tratamento de águas. O objetivo de uma usina solar flutuante em alguns casos é produzir energia para o bombeamento de água que será destinada a agricultura. Mas, não se trata apenas disso, a energia produzida por esse tipo de usina também contribui para a diminuição da taxa de evaporação dos reservatórios e até para a redução da proliferação de algas, em decorrência do sombreamento.Flutuadores puros: fabricados com plástico reforçado com fibra de vidro, eles são especialmente projetados para receber diretamente as placas.
Flutuares com suporte de metal: utilizam uma base flutuante em conjunto com uma estrutura de suporte de metal, no qual é fixado o módulo.
À medida que os custos da tecnologia solar caem, o interesse em usina fotovoltaica flutuante cresce.
Estima-se um potencial de capacidade instalada em reservatórios de 4 mil GW no mundo.
De acordo com a EPE, o investimento em usinas solares sobre espelhos d’água chega ainda a ser 18% maior do que a produção fotovoltaica em terra.
É o principal benefício da tecnologia e possivelmente a razão pela qual nasceu a ideia de instalar placas solares sobre a água. Uma vez que os milhares de módulos de uma usina solar ocupam grandes áreas, isso resulta em dois benefícios diferentes. O primeiro é que evita o uso de terras que poderiam ser aproveitadas para a agricultura ou mesmo ocupação. Em alguns países da Ásia e Europa, onde a oferta de terra é escassa, essa é uma vantagem especialmente importante. Em segundo lugar, isso agrega ainda mais sustentabilidade aos projetos solares, pois elimina a necessidade de remoção de árvores e a supressão da vegetação rasteira devido ao sombreamento dos módulos.
Primeiramente, vale ressaltar que nas usinas flutuantes esse sombreamento é benéfico, pois ameniza o calor sobre a superfície da água e assim ajuda a reduzir a sua evaporação. Esse é um benefício particularmente útil em áreas suscetíveis à seca, como áreas de irrigação ou mesmo reservatório de hidrelétricas. No entanto, o resultado final irá depender das condições climáticas e da porcentagem da superfície coberta pelas placas. Por exemplo, em climas áridos como o da Austrália, foi registrado uma redução de 80% da evaporação da superfície coberta. Além disso, o sombreamento resfria a água, que no caso de lagos e represas, ajuda a evitar a proliferação de algas prejudiciais.
As temperaturas mais baixas sobre a superfície da água também impulsionam a geração de energia fotovoltaica. Embora sejam resistentes e funcionem até mesmo em regiões áridas, as placas solares, assim como qualquer dispositivo eletrônico, perdem eficiência conforme o aumento da sua temperatura. Nas usinas flutuantes isso não acontece pois a proximidade com a linha d’água resfria os módulos, que obtém maior desempenho e geram mais energia.
Um recurso muito utilizado em usinas solares para aumentar a produção de energia das placas é o sistema de rastreamento (tracking, no inglês). Com o uso de suportes mecânicos especiais controlados por computador, as placas são "rodam" para estarem sempre em face direta com o sol. Em uma usina flutuante esse recurso pode ser mais facilmente aplicado, 'rodando' a plataforma para obter um rastreamento vertical.
Outra vantagem da tecnologia flutuante é a variada gama de aplicações que ela permite. Praticamente qualquer corpo d’água, natural ou artificial, pode receber as placas solares sobre flutuadores, como:Nesses locais, geralmente voltados a aplicações para o agronegócio, a energia solar flutuante apresenta duas grandes vantagens. A primeira se apresenta na economia e segurança energética obtidas com um sistema de geração confiável. Por outro lado, há o ganho no volume de água devido à menor evaporação, que resulta em maior capacidade da produção agrícola. Segundo estudos publicados, uma usina flutuante permite ao agricultor elevar em até 25% o volume de água disponível para as suas atividades.
- Lagos, represas e açudes
Nesses locais, a usina é implantada no espaço inutilizado do aterro sanitário utilizando estruturas plásticas. A estrutura plástica é flexível, capaz de compensar o movimento e as oscilações do solo, permitindo alocar as placas sem necessidade de estaqueamento e fundações, além de possuir uma alta resistência contra reagentes químicos corrosivos. Implantar uma usina solar nesses locais estimula o tratamento adequado de áreas impactadas e, ao mesmo tempo, transforma um local de gasto em centro de receita. Além disso, a energia gerada pode ser usada para atender consumidores locais, já que esses locais estão perto ou dentro do próprio centro urbano.
Nesse tipo de aplicação, a usina flutuante proporciona o aumento da capacidade de oferta hídrica e torna a operação mais rentável. Da mesma forma, a energia gerada pode atender o consumo elétrico da companhia, trazendo economia para a empresa.
Usinas flutuantes em reservatórios de hidrelétricas possuem a grande vantagem de aproveitar a infraestrutura já existente de subestação e transmissão, reduzindo os custos de ligação à rede. Dessa forma, é possível criar um sistema híbrido de geração de eletricidade (solar e hídrico), além de otimizar toda a operação da usina. O projeto também contribui na redução de evaporação da água e possui ainda maior relevância em locais que apresentam baixo nível dos reservatórios. No Brasil, a maioria dos projetos de usinas flutuantes foi instalada em reservatórios.
No momento, a única desvantagem das usinas flutuantes em relação aos projetos em terra ainda é o seu maior custo de instalação e manutenção. Por se tratar de uma tecnologia relativamente nova, os flutuadores ainda são caros de produzir e respondem por grande parte dos custos de um projeto. Mas, da mesma forma que nos projetos em terra ou em telhados, os custos de instalação de usinas flutuantes devem continuar a cair à medida que a tecnologia avança.
Essa usina é uma das maiores existentes atualmente, capaz de produzir 13,7 megawatts.
Está instalada em uma represa na cidade de Ichihara, no Japão, e é gerenciada pela Kyocera.
No total, a usina conta com 50.904 painéis solares, o que geraria energia o suficiente para cerca de 4.970 casas da região.
Além disso, comunidade é atendida pela energia gerada pela usina, que é vendida pela distribuidora local.
Trata-se de uma usina solar flutuante instalada em Piolenc, uma cidade na França com cerca de 5.000 habitantes.
Toda a energia elétrica consumida pelos habitantes é gerada por essa usina, que é gerenciada pela Akuo Energy.
No total, o projeto gera ao redor de 17 megawatts usando cerca de 47 mil painéis solares.
Ela está instalada em um lago que foi feito no terreno de uma antiga mina local.
Anualmente, é um dos projetos mais importantes em termos de sustentabilidade, pois economiza mais de 1000 toneladas de CO2 por ano.
Usina Flutuante – Sobradinho/BA (foto: divulgação governo federal)
Dito isso, a usina flutuante da Represa Hapcheon (Hapcheon Dam), na Coréia do Sul.
Ela terá capacidade de gerar 41 megawatts, fornecendo energia solar para mais de 60 mil pessoas (que é mais do que a população de Hapcheon, que tem 44 mil).
O abastecimento da cidade provém da energia vendida pela usina.Além disso, um destaque do projeto é a sua estética: a usina será composta por vários módulos no formato de flores de Umê espalhadas pela represa, uma árvore típica da região.
Além disso, é um passeio tradicional ver o desabrochar das suas flores na primavera.
Parque solar flutuante – Imagem: Korea Water Resources Corporation