Tecnología Agrovoltaica

En un mundo donde la demanda de energía y alimentos está en constante aumento, la tecnología agrovoltaica se presenta como una estrategia prometedora para abordar los desafíos de la seguridad energética y alimentaria.

Este artículo ofrece una revisión de sus fundamentos, los avances técnicos, sus beneficios y veremos algunos de los proyectos más innovadores que se han desarrollado en Europa.

¿Que es la tecnología agrovoltaica?

La agrovoltaica es la combinación de agricultura y energía fotovoltaica que básicamente consiste en la instalación de paneles fotovoltaicos sobre los mismos terrenos de cultivo.

Así se aprovecha la misma superficie para dos propósitos diferentes: la producción de alimentos y la generación de energía renovable.

Los paneles solares normalmente se encuentran a unos metros por encima del terreno. Así las plantas tienen espacio suficiente para ir creciendo y la maquinaria agrícola puede pasar por debajo de las placas solares.

¿Cuáles son sus beneficios?

Aunque a priori podríamos pensar que la productividad de los cultivos se verá reducida ya que estos reciben algo menos de luz debido a la sombra que producen los paneles solares en los cultivos esto no siempre es así.

Todas las plantas necesitan luz solar para la fotosíntesis, sin embargo, existe lo que se conoce como punto de saturación de la luz. A partir de cierta intensidad de luz solar ya no contribuye al crecimiento de la planta. De este modo los paneles solares protegen a las plantas del exceso de luz.

Esto es válido especialmente en zonas muy cálidas donde las plantas están expuestas a altas temperaturas.

Sin embargo, en otras regiones donde las temperaturas no son tan elevadas se están estudiando otras alternativas como por ejemplo los paneles de inclinación variable. Gracias a sensores y a un sistema de seguimiento los paneles se pueden orientar y posicionar de forma que las plantas sólo reciban la cantidad de luz solar óptima para su crecimiento.

Otra solución en desarrollo son los paneles fotovoltaicos con diferentes niveles de transparencia que permiten el paso de aquellas longitudes de onda de la luz solar necesarias para la fotosíntesis y absorberán el resto para generar electricidad.

Otro beneficio de la tecnología agrovoltaica es la reducción en el uso del agua. La presencia de los paneles solares evita que el agua se evapore rápidamente y la retienen durante más tiempo en el suelo.

Se estima que pueden reducir la necesidad de riego hasta en un 20%. Este es un punto a tener en cuenta dada la actual escasez de agua.

Los paneles también son una ventaja frente a condiciones meteorológicas adversas como rachas de viento, lluvias intensas, heladas o granizo.

Además los paneles solares también se benefician de la presencia de los cultivos. Las plantas ayudan a mantener los paneles solares más frescos durante el día gracias al proceso de transpiración que consiste en la evaporación del agua de la superficie de sus hojas.

Toda la energía eléctrica generada puede utilizarse para bombear agua para riego y drenaje o recargar las baterías de los vehículos dentro de la explotación agrícola. Dos hectáreas de campo fotovoltaico pueden generan un megavatio de energía.

Uno de los primeros estudios realizados sobre la tecnología agrovoltaica se llevó a cabo por un equipo de la universidad de Arizona donde experimentaron con diferentes cultivos y sus resultados fueron muy prometedores.

Los tomates duplicaron su producción mientras que los jalapeños produjeron igual que en una instalación tradicional pero necesitaron menos agua.

Al día de hoy la tecnología agrovoltaica se está desarrollando en diferentes países como Francia, Japón, Alemania, Italia o Estados Unidos. En Japón, por ejemplo, sólo entre el año 2013 y el 2018 se pusieron en marcha 654 proyectos.

Aunque esta manera de cultivar los alimentos no funciona con todo tipo de cultivos. Por eso es muy importante seguir realizando más investigaciones con diferentes especies de plantas en diferentes regiones del mundo.

Algunos proyectos desarrollados en Europa

La empresa Endesa a través del grupo ENEL a puesto en marcha diferentes iniciativas que proponen añadir valor a sus plantas solares utilizando animales.

Los animales ayudan a controlar la vegetación y por tanto reducir los costos de mantenimiento. Desde el año 2016 el uso de ovejas en las instalaciones fotovoltaicas se ha ido adaptando en numerosos proyectos.

Endesa España inició otro proyecto que consistió en combinar el uso agrícola y la apicultura en su planta solar de Sevilla.

Cultivaron hierbas aromáticas, salvia, romero, orégano y cilantro y por otro lado instalaron unas 60 colmenas que aumentaron la productividad de los cultivos al aumentar el grado de polinización. Al mismo tiempo las abejas producen miel.

Estos primeros proyectos demostraron que en una planta fotovoltaica se puede compartir el uso del suelo con ganadería, cultivos y abejas.

En 2016 la empresa alemana BayWa construyó su primera planta agrovoltaica de 194 kilovatios de paneles solares a una altura de unos 5 metros sobre el nivel del suelo bajo los cuales cultivaron apio, papas y trigo.

En los años siguientes su filial holandesa Groenleven inició en Holanda numerosos proyectos para estudiar diferentes tipos de cultivos como arándanos, grosellas, frambuesas y moras.

En su mayor proyecto convirtieron una superficie de más de 3 hectáreas de cultivos de frambuesas en una planta solar de 2.7 megavatios de potencia donde fueron instalados un total de 10,250 paneles solares.

Los módulos fotovoltaicos que se utilizaron en esta planta fueron especialmente diseñados con el nivel de transparencia suficiente que permite que parte de la luz solar llegue a las plantas al mismo tiempo que las protege del calor, de la lluvia fuerte y del granizo.

Normalmente las frambuesas se cultivan en invernaderos cubiertos de plástico para protegerlas del viento y de la lluvia.

Los estudios realizados en la planta agrovoltaica de GroenLeven demostraron que en días calurosos la temperatura bajo los paneles solares puede llegar a ser de 2 a 5 grados inferior que bajo las cubiertas de plástico en los invernaderos tradicionales.

Esto generó importantes beneficios como menor estrés térmico para los cultivos y menor evaporación del agua del suelo lo que redujo la necesidad de riego en un 50%.

Además los paneles solares retienen mejor el calor que las cubiertas de plástico por lo que durante la noche la temperatura bajo los paneles es más alta lo que contribuye a crear un clima más estable.

Gracias a estos beneficios las frambuesas producidas en esta instalación fueron de mejor calidad y de mayor cantidad.

El rendimiento de la cosecha aumentó un 6.5% a la vez que generaron ingresos por la electricidad fotovoltaica producida.

En el año 2021 la empresa Groenleven completó otro de sus proyectos pilotos. Se trató de un huerto solar para grosellas rojas de 1.2 megavatios de potencia con 4,500 paneles solares.

En esta instalación pudieron probar la eficacia de sus paneles fotovoltaicos semi transparentes en otro tipo de cultivo y los resultados mostraron que al igual que con las frambuesas los paneles solares generaron un clima más favorable para las plantas con temperaturas más bajas durante el día y más cálidas durante la noche.

De hecho, llegaron a detectar que durante el día más caluroso del año la temperatura era 10 grados inferior bajo los paneles solares.

A partir del año 2022 se ampliaron con diferentes tipos de frutales como peras y manzanas.

Aunque al día de hoy la agrovoltaica sigue siendo una tecnología emergente ya existen diferentes proyectos pilotos y en vista de los beneficios para la agricultura o ganadería con seguridad veremos más proyectos y a mayor escala en los próximos años.

Ese correo ha sido preparado por el Equipo de ViLab | www.vilab.cl