Agrivoltaica: beneficios para la agricultura y para la eficiencia de los paneles

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Desde hace años se conocen los beneficios de combinar agricultura y fotovoltaica en diferentes cultivos. Hace unos dos años, Fraunhofer Chile Research, la delegación chilena del instituto de investigación aplicada alemán Fraunhofer, presentó los beneficios de combinar energía solar y agricultura: se instalaron tres plantas fotovoltaicas sobre cultivos agrícolas de la Región Metropolitana (Santiago de Chile) con el fin de contribuir al uso eficiente del suelo, la estabilidad en el suministro de energía, la incorporación de tecnologías inteligentes y la reducción en la huella de carbono de los productos agrícolas.

Los resultados presentaron beneficios en tres áreas concretas: la sombra de los paneles solares mejora los rendimientos agrícolas en cultivos que sufrirían fuerte estrés a cielo abierto y que requerirían, por lo tanto, mas riego; a su vez, los cultivos enfrían el ambiente y provocan una mayor eficiencia de las células fotovoltaicas en las horas de mayor irradiación; y, finalmente, se aprovecharían de mejor forma grandes extensiones de tierra.

La Universidad de Arizona, en Estados Unidos, también ha llevado a cabo estudios sobre las consecuencias de combinar fotovoltaica y agricultura en esta región de Estados Unidos. El profesor Greg Barron- Gafford, de la Facultad de Geografía y Desarrollo, explica que el ambiente bajo de los paneles solares es mucho más fresco en verano y más cálido en el invierno, lo cual disminuye la evaporación de las aguas de riego y el estrés de algunas plantas que sufren a cielo abierto, como se ha demostrado en cultivos de fríjol, tomate, pimiento, y plantas de hoja verde como lechuga, acelga y col rizada. “De esa manera se puede reducir hasta en un 75% la luz solar directa que llega a las plantas, que crecen bastante mejor gracias a la luz difusa”, afirma.

Por tanto, la combinación de la generación de energía solar y la agricultura no solo es una solución para encontrar superficies para proyectos fotovoltaicos en países como los Países Bajos o Japón, donde la disponibilidad de suelo se está convirtiendo en un problema, sino que mejorar algunos tipos de actividades agrícolas, además de ofrecer un mejor rendimiento de la energía de las plantas solares.

Esa también fue la conclusión de un estudio realizado por investigadores de la Oregon State University en Estados Unidos, que se publicó en Nature. Los autores de este estudio afirman que las regiones más adecuadas para los proyectos “agrivoltaicos” se encuentran en el oeste de América, el sur de África y el Medio Oriente. Llegaron a esa conclusión aplicando un modelo para la eficiencia del panel solar que incluye la influencia de microclimas. El modelo se aplicó a conjuntos de datos de microclimas globales y permitió a los científicos identificar los tres mejores tipos de tierra para el potencial de la agrivoltaica como tierras de cultivo, pastizales y humedales. Esos entornos también ofrecen las mejores condiciones para mejorar el rendimiento de los módulos solares, como altos niveles de insolación, vientos ligeros, temperaturas moderadas y baja humedad.

“Estas son las mismas condiciones que son mejores para los cultivos agrícolas y la vegetación se ha demostrado que es más eficiente en el uso del agua disponible en condiciones mésicas [moderadamente regadas] donde la demanda de evaporación atmosférica está equilibrada por el suministro de precipitaciones”, afirman en el documento.

Beneficios mutuos… y también para terceros

Según ellos, además, la energía fotovoltaica no es el único beneficiario de la ubicación conjunta de proyectos solares y actividades agrícolas. “Los cultivos se pueden hacer en la sombra intermitente proyectada por los paneles fotovoltaicos en sistemas agrivoltaicos”, afirma el estudio. “La sombra no necesariamente disminuye el rendimiento agrícola”.

El estudio también se basó en datos de producción de energía de pruebas de campo realizadas por el fabricante estadounidense de automóviles eléctricas Tesla en cinco sitios agrivoltaicos en Oregón. Los científicos descubrieron que el aloe vera, los tomates, el maíz de biogás, la hierba de los pastos y la lechuga se cultivaron con éxito en esos experimentos.

“Algunas variedades de lechuga producen mayores rendimientos a la sombra que a plena luz del sol; otras variedades producen esencialmente el mismo rendimiento bajo un cielo abierto y bajo paneles fotovoltaicos ”, declararon los investigadores, y agregaron que los paneles fotovoltaicos semitransparentes pueden abrir nuevas oportunidades de rendimiento de cultivos.

“Si menos del 1% de la tierra agrícola se convirtiera en paneles solares, sería suficiente para satisfacer la demanda mundial de energía eléctrica”, afirmaron los científicos.

Otro beneficio extra tiene que ver con la buena y oportuna presencia de las abejas polinizadoras: un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) ha estado examinando los beneficios potenciales de establecer un hábitat de polinizadores en grandes plantas solares para conservar estos insectos y restaurar el ecosistema que proporcionan. Tras observar más de 2.800 instalaciones de este tipo existentes en Estados Unidos, los investigadores de la división de Ciencias Ambientales de Argonne han llegado a la conclusión de que el área alrededor de los paneles solares podría proporcionar una ubicación ideal para las plantas que atraen a los polinizadores.