Os agrovoltaica representan un signo de esperanza en términos de sostenibilidad en esta era de cambios climáticos. Se refieren al uso simultáneo de un área para Producción agrícola e generación de energía eléctrica desde sistemas fotovoltaicos.
Hasta hace poco, los terrenos agrícolas y los sistemas fotovoltaicos terrestres existían por separado. Ahora, cualquiera que combine intencionalmente las dos formas de uso de la tierra puede beneficiarse de efectos positivos de esta práctica.
Matemáticas favorables: la agrovoltaica hace un uso extremadamente eficiente del suelo
En primer lugar, supongamos que el montaje de paneles fotovoltaicos ocupa como máximo el 15% de una superficie agrovoltaica, o que generan mucha sombra para los cultivos.
En segundo lugar, el rendimiento eléctrico será alrededor de un 20% menor debido a la mayor separación entre las líneas, en comparación con un sistema fotovoltaico convencional montado en el suelo.
Con eso, el La agrovoltaica mejora hasta un 85% más un 80%, es decir, hasta en un 165% productividad general. El uso extremadamente eficiente de la tierra es el principal argumento a favor de la agrovoltaica.
En todo el mundo, la agricultura se enfrenta eventos climáticos extremos, como fuertes lluvias, aumento del calor y granizo.
“En estos casos, podemos incluso utilizar un sistema fotovoltaico para proteger las plantaciones”, explicó el Dra. Kerstin Wydra, Profesor de Producción Vegetal y Cambio Climático en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Erfurt.
“Por lo tanto, la agrovoltaica ofrece una gran oportunidad como estrategia de adaptación agrícola Los extremos climáticos que ya están ocurriendo y los que probablemente ocurrirán en el futuro. En definitiva, todo esto afecta al suelo y a la biodiversidad”.
En una estudiarElla y sus colegas investigaron el potencial de la energía agrovoltaica para el estado alemán de Turingia. El resultado fue que “el uso dual de tierra cultivable para alimentación y energía solar puede dar un contribución significante para detener el calentamiento De nuestros planeta y garantizar el suministro de alimentos”.
Biodiversidad solar
Los sistemas fotovoltaicos convencionales instalados en el campo son los más adecuados para suelos de baja calidad, superficies pavimentadas o superficies de difícil acceso. Lo más importante a tener en cuenta a la hora de montar los módulos es optimizar la orientación solar.
En el modelo agrovoltaico, el sistema fotovoltaico puede ayudar al cultivo y tener un aspecto muy diferente, explicó la Dra. Kerstin Wydra. Las posibles aplicaciones son tan amplias como la tecnología.
Los sistemas fotovoltaicos están disponibles como estructuras rígidas inclinadas hacia el sol o verticales (como en las fachadas solares), en forma de módulos fotovoltaicos flexibles de película delgada o células fotovoltaicas orgánicas, en diseños más o menos transparentes y como sistemas de seguimiento que siguen automáticamente la posición. del sol.
Por ejemplo, para un huerto de manzanos donde los árboles existen desde hace muchos años, una estructura fija de tres metros de altura es una buena solución. En una granja avícola, donde los módulos fotovoltaicos están destinados a proteger a los animales del sol y de las aves rapaces, se pueden montar entre 70 cm y 100 cm de altura.
Para cultivos en invernadero, la estructura de vidrio convencional se puede sustituir total o parcialmente por elementos fotovoltaicos. Lo mismo se aplica a las redes y lonas antigranizo para el cultivo de frutas y hortalizas.
Los elementos fotovoltaicos verticales entre hileras o como límite de cultivos o pastos suelen ser bifaciales, es decir, absorben la luz solar por ambos lados, proporcionando así energía solar en diferentes momentos del día.
Los paneles controlables son ideales para optimizar la potencia de cosecha y el rendimiento. Si las manzanas necesitan unos días de sol para madurar, las cubiertas se pueden doblar para que no estorben.
Y no es un gran salto para la agricultura solar inteligente, donde la energía fotovoltaica se adapta a las tormentas de granizo que se avecinan con la ayuda de datos meteorológicos de Internet.
La agrovoltaica como solución completa
La agrovoltaica (o agrofotovoltaica) se refiere al uso simultáneo de tierras agrícolas para la producción de alimentos y la generación de energía mediante sistemas fotovoltaicos.
El Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar lleva décadas investigando sistemas agrovoltaicos y utiliza el término para definir sistemas en pastos, agricultura y horticultura, pero no para instalaciones cerradas o acuicultura.
Además de la generación de energía, las soluciones agrovoltaicas ofrecen beneficios adicionales para prácticamente todas las formas de producción agrícola, como por ejemplo:
- Protección contra fenómenos estacionales, como heladas o sequías;
- Protección contra condiciones climáticas extremas: sequía, granizo, heladas;
- Menos riego debido a la sombra;
- Mejor crecimiento en el caso de tipos de plantas tolerantes a la sombra;
- Protección contra aves rapaces cuando las aves se crían al aire libre;
- Protección contra el calor y la radiación solar para los trabajadores.
En 1981, la revista especializada Sonnenstrom publicó un artículo titulado “Patatas debajo del recolector.”. El artículo fue escrito por el fundador del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar, que desde 2014 investiga la viabilidad de la agrovoltaica en varios estudios y proyectos piloto en Renania, así como en Argelia, Chile y Mali.
Cuando el coste de los módulos fotovoltaicos empezó a bajar hace unos años, hubo un nuevo espacio para experimentar con ideas que antes se consideraban "locas", explicó Sophia Judith Bächle, de Fraunhofer ISE.
Y por supuesto, la voluntad política para impulsar este tipo de proyectos también contribuyó a que el escenario agrovoltaico finalmente se convirtiera en una realidad.
Daniel Rosende Völker, director general de SMA AG para América Latina, ve una tendencia de crecimiento. “Nuestros clientes están cada vez más interesados en suelos de uso mixto. Este es un enfoque importante. Al fin y al cabo, para que la transición energética tenga éxito necesitamos grandes superficies de producción de energía renovable. Y si utilizamos estas áreas de múltiples maneras, estaremos en el camino correcto”.
Pioneros en agrovoltaica
Cuando la producción de heno y forraje ya no fue suficiente para asegurar la supervivencia de la granja de Jack en el condado de Boulder, Colorado, su nieto Byron Kominek fue en busca de una nueva fuente de ingresos.
Así, en 2019, el Jardín solar de Jack, un proyecto colaborativo con investigadores de DOE (Departamento de Energía de los Estados Unidos), NREL (Laboratorio Nacional de Energías Renovables), la Universidad Estatal de Colorado y la Universidad de Arizona.
Hoy en día, Jack's Solar Garden no es sólo la instalación de investigación agrovoltaica más grande de los Estados Unidos, sino también un proyecto comunitario. Una parte de la electricidad generada está reservada para familias de bajos ingresos.
La organización medioambiental National Audubon Society está plantando su mayor zona de protección de polinizadores alrededor del sistema fotovoltaico. Y el Centro de Aprendizaje Agrivoltaico educa a estudiantes, ciudadanos y tomadores de decisiones políticas sobre el doble uso de la tierra para producir energía limpia y alimentos locales. sepa mas sobre la visión de Byron para Sonnenallee.
En aumento en todo el mundo
Probablemente pasará algún tiempo antes de que los viveros, viñedos y campos de patatas estén cubiertos con suficientes paneles fotovoltaicos.
Los países donde las consecuencias del cambio climático ya se sienten claramente y los políticos están definiendo otras prioridades de sostenibilidad, están más avanzados en este sentido.
“China tiene la mayor capacidad de planta, con 12 gigavatios de potencia nominal. En todo el mundo, son 14 gigavatios”, dijo la Dra. Kerstin Wydra.
En Japón, con su escasa tierra cultivable, se han implementado medidas de apoyo gubernamental desde 2013 y ya existen alrededor de 2.000 sistemas agrovoltaicos con 120 cultivos diferentes que se cultivan y prosperan, como bayas, cereales, setas, té, café, hortalizas y hierbas. .
Daniel Rosende Völker está impresionado. “En principio, el potencial de la agrovoltaica en América Latina y en cualquier otra región con una agroindustria relevante es enorme. Existen soluciones técnicas claras para los desafíos de la industria que ahora también son comercialmente atractivas”.
Actualmente en Europa Central predominan las plantas piloto y de investigación, pero la explotación comercial es cada vez más realista. Y las sequías que causaron estragos en el verano de 2022 hacen de la agrovoltaica una opción atractiva para las granjas que buscan combatir los efectos del cambio climático.
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