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Cobertura fotovoltaica probada en Alemania usa el espacio sobre carreteras para generar energía, reducir la exposición del pavimento a la lluvia y al calor y evaluar una alternativa a las carreteras solares instaladas directamente en el asfalto, sin exigir nueva ocupación de terrenos.
En lugar de colocar células solares en el propio pavimento, Alemania probó una solución que lleva la generación fotovoltaica al espacio sobre las carreteras, usando una cubierta elevada para producir electricidad sin reemplazar el asfalto común.
Llamado PV-SÜD, el proyecto desarrolló un concepto de cobertura fotovoltaica para carreteras, construyó un demostrador y siguió su desempeño con mediciones técnicas orientadas a la generación eléctrica y a los efectos sobre la infraestructura vial.
La iniciativa fue coordinada por el AIT Austrian Institute of Technology y contó con la participación del Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE y de Forster Industrietechnik, en cooperación financiada por organismos públicos de Alemania, Austria y Suiza.
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Cobertura solar sobre carreteras cambia la lógica de las carreteras fotovoltaicas
A diferencia de las llamadas carreteras solares, que incorporan células fotovoltaicas al pavimento, el modelo evaluado en el PV-SÜD preserva la pista para el tráfico y transforma el área libre sobre la vía en superficie de captación de energía.
Con esta configuración, los módulos dejan de enfrentar contacto directo con neumáticos, frenadas, suciedad acumulada, vibraciones constantes e impactos del tráfico pesado, factores que complican la instalación de paneles en el propio suelo de la carretera.
Al migrar a una cobertura suspendida, el sistema enfrenta otro conjunto de desafíos, como estabilidad estructural, cargas de viento y nieve, resistencia a impactos, acceso para mantenimiento, drenaje e integración con la operación de las carreteras.
Parte de la lógica estructural se asemeja a equipos ya presentes en las carreteras, como pórticos de señalización, pero con una exigencia adicional: sostener módulos fotovoltaicos con seguridad sobre áreas usadas por vehículos en circulación.
Energía solar sin ocupar nuevas áreas
El interés por la tecnología proviene del aprovechamiento de espacios ya ocupados por la infraestructura de transporte, ya que carreteras, áreas de descanso, peajes, puentes y entradas de túneles pueden ofrecer superficies útiles para generación solar.
Según el Fraunhofer ISE, la demanda de electricidad en la operación de carreteras crece con el aumento del tráfico, la expansión de túneles, nuevas reglas de seguridad, sistemas de iluminación y equipos de control vial.
En este escenario, la cobertura fotovoltaica intenta reunir dos funciones en la misma estructura: generar energía renovable y apoyar la operación de tramos viales que ya dependen de electricidad en diferentes sistemas de apoyo.
En la evaluación del AIT, la generación solar en redes viales de alto nivel aún es limitada, aunque estas áreas tienen potencial para recibir instalaciones asociadas a consumidores cercanos, como áreas de servicio e iluminación de túneles.
Protección del pavimento también entró en la evaluación
Además de la producción de energía, el PV-SÜD analizó posibles beneficios secundarios de la cobertura, entre ellos la protección del pavimento contra precipitación y sobrecalentamiento, el aumento de la vida útil de la superficie y la contribución para reducción de ruido.
La menor exposición a la lluvia y al calor aparece como punto importante de la propuesta, porque variaciones climáticas continuas pueden afectar las condiciones de la pista y ampliar la necesidad de intervenciones de conservación a lo largo del tiempo.
Estos efectos, sin embargo, necesitan ser comprobados por mediciones y evaluaciones de operación, ya que la cobertura también crea nuevas exigencias de inspección, mantenimiento, seguridad pública y respuesta a eventuales daños causados por accidentes.
Durante el demostrador, el monitoreo acompañó rendimiento, uso de la energía generada, drenaje, cargas de viento y nieve, integridad estructural, fuerzas de impacto, procedimientos de mantenimiento y seguridad del tráfico en operación.
Estructura modular facilita adaptación en diferentes tramos
Con diseño modular, la cobertura fue concebida para permitir expansión en el sentido del tráfico y adaptación a diferentes tramos de la red vial, siempre que las condiciones técnicas y económicas sean compatibles.
Para reducir riesgos, el concepto considera daños localizados provocados por accidentes sin comprometer toda la estructura, punto esencial en instalaciones erigidas sobre vías con circulación permanente de coches y camiones.
El acceso para mantenimiento también integra el diseño técnico, con escaleras y pasarelas previstas para inspecciones y reparaciones, en una lógica similar a la de estructuras metálicas ya usadas en carreteras.
En la elección de los módulos fotovoltaicos, pesaron la limitación de área disponible sobre la pista, las exigencias estáticas de la instalación y la necesidad de obtener alto rendimiento en una superficie restringida.
Por este motivo, el Fraunhofer ISE informa que el proyecto priorizó tecnología cristalina de alta eficiencia, considerada más adecuada para maximizar la generación eléctrica dentro de las condiciones de una cubierta suspendida.
Paneles en lo alto evitan desgaste directo del asfalto solar
Instalar módulos solares en el pavimento exige que el material soporte peso, abrasión, drenaje, adherencia, visibilidad, variaciones de temperatura y seguridad para vehículos de diferentes tamaños.
En una carretera común, estas condiciones se vuelven más severas que en tejados o plantas solares en suelo, pues la pista necesita continuar cumpliendo su función principal: garantizar tráfico seguro y previsible.
Cuando los paneles se elevan sobre la carretera, el PV-SÜD evita parte de estos obstáculos, pero pasa a depender de una estructura más cara y compleja que una instalación fotovoltaica convencional.
La comparación económica sigue siendo decisiva, porque la rentabilidad depende del rendimiento solar, los costos iniciales, la financiación, los gastos de operación y mantenimiento y la posibilidad de usar o vender la electricidad producida.
Puntos estratégicos pueden concentrar la aplicación
La aplicación más probable no implica cubrir largas extensiones de autobahn de forma continua, sino usar la solución en puntos específicos donde la generación eléctrica pueda atender demandas cercanas y justificar la instalación elevada.
Entre los lugares citados para una implementación flexible en redes viales de alto nivel están áreas de descanso, puestos de control de tráfico, peajes, puentes, entradas de túneles y tramos con protección adicional contra ruido.
En estas configuraciones, la electricidad producida podría alimentar sistemas de la propia infraestructura, siempre que hubiera compatibilidad con conexiones a la red, perfil de consumo local y reglas de seguridad de la operación vial.
También se consideró en el análisis el impacto visual de la cobertura, porque una estructura elevada sobre vías públicas altera el paisaje y necesita cumplir con requisitos funcionales, criterios de diseño e integración arquitectónica.
Prueba señala un camino diferente para carreteras solares
El PV-SÜD no representa la sustitución inmediata del asfalto convencional, ni confirma que autopistas enteras serán transformadas en plantas solares suspendidas en los próximos años.
Aun así, el demostrador indica una alternativa técnica a las carreteras solares integradas al pavimento, al explorar un área ya impermeabilizada sin exigir nueva ocupación territorial para la instalación de los paneles.
Costos, seguridad, mantenimiento, rendimiento energético, aceptación visual y capacidad de adaptación a las exigencias de cada tramo vial siguen siendo puntos determinantes para evaluar la viabilidad a gran escala.
En la práctica, la experiencia alemana muestra que la generación solar puede acercarse a la infraestructura de transporte sin colocar células fotovoltaicas bajo los neumáticos, transfiriendo la producción de electricidad a una cubierta diseñada para operar por encima del tráfico.
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