Paneles solares especiales para la “agrovoltaica”

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La compañía alemana BayWa r.e. y su filial holandesa, GroenLeven, están construyendo cinco proyectos piloto de energía “agrovoltaica” en los Países Bajos, donde están probando cinco tipos diferentes de cultivos: arándanos, grosellas rojas, frambuesas, fresas y moras.

BayWa está construyendo una planta fotovoltaica de 2,7 MW cerca de Arnhem / Imagen: GroenLeven

El mayor de los proyectos –una planta solar de 2,67 MW ubicada en una superficie de 3,2 hectáreas dedicada al cultivo de frambuesas– se encuentra en el municipio holandés de Zevenaar, cerca de la ciudad de Arnhem, en la frontera entre Holanda y Alemania.

Las dos empresas consideran que los módulos fotovoltaicos estándar resultan poco adecuados para un proyecto agrario eficiente. “Hemos utilizado paneles solares monocristalinos especiales que fueron producidos según nuestras especificaciones”, dijo a pv magazine Willem De Vries, gerente de proyecto de agrovoltaica en GroenLeven.

De Vries cree que los requisitos especiales están relacionados con la transparencia, ya que las plantas que están debajo de los paneles necesitan recibir suficiente luz a la vez que una cubierta de papel de aluminio las protege del sol directo, la lluvia, el granizo y la escarcha. De Vries dijo que la luz del sol no debe incidir con fuerza sobre las frambuesas.

“Hasta ahora, hemos construido dos proyectos piloto diferentes, con dos tipos de paneles con diferentes niveles de transparencia”, explica. “Con el aumento de la transparencia de los paneles, el rendimiento de los cultivos crece significativamente.”

GroenLeven utilizó paneles de vidrio-vidrio de 260 W que pesan más que sus homólogos “normales”, aproximadamente 35 kg por panel. “Aplicamos capas de vidrio relativamente gruesas, para asegurarnos de los paneles aguantarán cualquier tipo de clima”, añadió De Vries, sin revelar más detalles técnicos.

El enfriamiento pasivo se aplica a los cultivos de dos maneras diferentes. Primero, los paneles absorben parte de la radiación entrante. En segundo lugar, los módulos se colocan de tal manera que el aire puede pasar a través de ellos. El flujo de aire natural asegura que la atmósfera bajo las plantas es más fría que las condiciones ambientales, y mucho más fría que las cubiertas de papel de aluminio estándar.

Disipación de calor

Las frambuesas se cultivan con sistemas de soporte hechos de madera, hormigón y metal. GroenLeven y BayWa r.e. decidieron reemplazar tales estructuras con nuevos diseños y paneles especiales. “Los sistemas de montaje también fueron diseñados específicamente para este proyecto y es la primera vez que se usan”, añadió De Vries.

Las frambuesas pueden crecer al sol o a la sombra. / magen: GroenLeven

La compañía afirma que las estructuras de soporte fueron diseñadas para que el calor se disipe rápidamente de manera pasiva. “Aprendimos que el porcentaje exacto de luz es muy importante, pero también aprendimos que el clima bajo los paneles solares es estructuralmente mejor que bajo la cubierta de plástico convencional”, dijo. “Nos lo ha mostrado nuestro sistema de seguimiento. En días calurosos, la temperatura bajo los paneles es 5 grados más baja que bajo las cubiertas de plástico, e incluso 2 grados más baja que en circunstancias ambientales”.

Esta disipación de calor es beneficiosa para las plantas. Por la noche, la temperatura bajo los paneles es más alta, ya que retienen el calor mejor que las cubiertas de plástico. “La humedad es también más estable bajo los paneles en comparación con las cubiertas estándar”, dijo De Vries.

Las nuevas estructuras de soporte también son beneficiosas para los agricultores, ya que son menos vulnerables a los fuertes vientos, por lo que se necesita menos o nada de mano de obra en comparación con los sistemas de cultivo convencionales a base de láminas. “Nuestro sistema no se rompe debido a los vientos, ni se aleja o se mueve de la estructura”, dijo De Vries. “Todo esto sucede con la cubierta de plástico. Si hay vientos fuertes, el plástico se mueve, se rompe o simplemente se va volando. Nuestra instalación le ahorra al granjero algunas preocupaciones”.

Las dos empresas están diseñando las estructuras en asociación con “proveedores de confianza” que no han especificado.

Consideraciones de costo

Aunque las dos empresas aún no han dado detalles sobre los costos del proyecto y el costo nivelado de la energía, De Vries afirma que los agricultores ahorrarán dinero. Por ejemplo, pueden ahorrar en estructuras de apoyo, que ya están integradas en los sistemas de montaje solar.

Los paneles especiales desarrollados por GroenLeven / Imagen: GroenLeven

“En esta etapa los costos de las instalaciones de agrivoltaica son, por supuesto, significativamente más altos que los de las instalaciones en tierra”, dijo De Vries. “Pero estos bajarán debido a la experiencia, las optimizaciones y una cadena de suministro que se acostumbra a nuestras peticiones especiales.”

Las dos empresas esperan que la subestructura y los paneles bajen de precio una vez que los proveedores hayan recibido suficientes pedidos. “Y nuestros costos internos también mejorarán aún más debido a la experiencia”, dijo a pv magazine Stephan Schindele, jefe de agrovoltaica en BayWa r.e.

Calidad de la cosecha

Los proyectos piloto agrovoltáicos están mejorando el rendimiento de los cultivos, pero también la calidad, según los promotores. Los agricultores podrían estar dispuestos a aceptar rendimientos más bajos si la calidad y el precio son más altos, o si la calidad de la producción en general aumenta a costos más bajos.

“Este año también hemos iniciado pilotos con varias otras bayas y creemos firmemente que todos los cultivos tendrán sus propios requisitos y reaccionarán de forma diferente a las circunstancias creadas por los agronegocios”, dijo Schindele. “Por lo tanto, es importante obtener experiencia con muchos cultivos”.

Nueva mentalidad

Según Schindele y De Vries, el desarrollo de proyectos en este segmento requiere de diseñadores cualificados. “Se necesitan ingenieros de radiación solar para este tipo de proyectos”, dijo De Vries.

Schindele señaló que “la luz es un factor clave para la generación de energía fotovoltaica”, pero agregó que también es “crucial para la agricultura”. Es posible compartir la luz al 50%, pero no para todo tipo de cultivos y climas. “Hasta ahora, se ha investigado muy poco en este sentido”, dijo De Vries.

Una vista aérea de la planta agrovoltaica en Arnhem / Imagen: GroenLeven

Las dos empresas afirman estar en una posición de mercado única, ya que pueden aprovechar su experiencia tanto en el desarrollo de proyectos fotovoltaicos como en la agroindustria. Pero afirman que todavía hay un largo camino por recorrer para esta tecnología, especialmente para la tecnología de paneles.

“Si podemos utilizar más del espectro UV e infrarrojo para el sistema fotovoltaico, por ejemplo, esto aumentará la eficiencia general”, dijo De Vries. Según él, otro aspecto mejorable es reducir la cantidad de acero utilizado en las subestructuras para optimizar la transmisión de la luz.