Por qué la agrovoltaica es la nueva revolución de la agricultura industrial

La agricultura y la energía son dos de las industrias más esenciales del mundo moderno. Los alimentos que comemos y la electricidad que consumimos son vitales para conservar la vida y mantenernos en movimiento.

A medida que la disponibilidad de la tierra y el cambio climático se vuelven temas cada vez más vitales, no sorprende que el uso real del espacio se haya convertido en un tema muy debatido.

Las fuentes de energía renovables son formas cada vez más viables de satisfacer nuestras necesidades futuras, a medida que nos alejamos de los combustibles fósiles. Según el estudio “Futuro de la Energía Solar” del Departamento de Energía de EE. UU., “ya es posible imaginar y trazar un camino hacia un futuro en el que la energía solar suministre el 40% de la electricidad del país en el 2035”.

Pero con la escasez y costo de la tierra, ¿dónde colocaremos esas granjas solares?

Aquí entra en juego la agrovoltaica. Un enfoque que combina las instalaciones fotovoltaicas con las actividades agrícolas en una disposición armoniosa. Permite a los agricultores complementar sus ingresos agrícolas con la producción de energía, al tiempo que aumenta el suministro de energía limpia y renovable.

Vamos a explorar las muchas formas en que la agrovoltaica puede coexistir fácilmente con otras actividades agrícolas, y las formas en que los paneles solares pueden incluso mejorar y aumentar las cosechas.

¿Qué es la agrovoltaica?

La agrovoltaica, también conocida como agrivoltaica, agricultura agrovoltaica, agrosolar o uso compartido del sol, es definida por el Departamento de Agricultura de EE. UU. como “el uso de la tierra tanto para la agricultura como para la generación de energía solar fotovoltaica”. La integración de paneles solares fotovoltaicos (FV) en la producción agrícola puede ser una forma eficaz de aprovechar al máximo los recursos y aumentar la productividad agrícola.

En un sistema agrovoltaico típico, los paneles solares se utilizan para dar sombra a los cultivos o al ganado debajo de ellos: Mientras que los paneles captan la luz solar y la convierten en electricidad, la sombra contribuye a crear un microclima más favorable. Los conjuntos de paneles también reducen el calor excesivo y la evaporación del agua, y protegen las plantas de las condiciones climáticas extremas.

Hay varios tipos de sistemas agrovoltaicos, cada uno diseñado para diferentes condiciones de instalación y de campos.

1)  Paneles fotovoltaicos instalados en el suelo

Las instalaciones de energía solar instaladas en el suelo son la aplicación agrovoltaica más común. Es el enfoque más sencillo, con paneles conectados en hileras largas montadas sobre marcos de acero. La distancia al suelo suele oscilar entre 20 cm (en el lado bajo) y 3 m (en el lado alto), ya que los paneles se inclinan para captar la mayor cantidad de luz solar.

Suponiendo que haya suficiente espacio entre los paneles para que crezcan las plantas, la instalación fotovoltaica montada en el suelo es compatible con varios usos en el campo, como el pastoreo de ganado (también conocido como “pastoreo solar”), la horticultura, la apicultura y la regeneración de la biodiversidad.

2)  Paneles fotovoltaicos elevados

Las instalaciones agrosolares elevadas funcionan de forma similar a las instaladas en el suelo, con la excepción de que se crea una altura adicional entre los paneles y el suelo.

Este tipo de instalación es más común en áreas con menos terreno disponible y crea suficiente espacio para que crezcan plantas más altas debajo de los paneles, como viñedos, árboles frutales y cereales. Naturalmente, los costos de instalación son más altos, pero los paneles elevados se están convirtiendo en una opción más habitual a medida que los agricultores buscan maximizar su productividad.

3)  Instalación en techos

Este tipo de instalación de paneles solares es habitual en techos residenciales y comerciales en todo el mundo.

En el contexto de una granja, los paneles fotovoltaicos en techos pueden instalarse encima de invernaderos u otros recintos agrícolas, lo que permite que se desarrolle debajo, la horticultura, la floricultura y la acuicultura. Es un enfoque que resulta especialmente útil cuando se instala para compensar, o cubrir, las necesidades energéticas de un invernadero, y también ayuda a proteger el recinto de las inclemencias del tiempo y de los insectos.

4)  Paneles fotovoltaicos flotantes

El sistema menos común de la lista por su complejidad adicional, la agrovoltaica puede instalarse incluso sobre el agua en un conjunto de paneles solares flotantes. Esto permite que la acuicultura continúe debajo y alrededor de los paneles, o como una forma de maximizar los recursos hídricos que de otro modo estarían subutilizados. Además, este tipo de disposición puede reducir la evaporación del agua, limitar el crecimiento de algas y reducir la erosión de los terraplenes.

Las múltiples aplicaciones de la agrovoltaica

Como hemos visto, la energía fotovoltaica puede integrarse en muchos tipos de actividad agrícola. Siempre que se tenga en cuenta de manera debida, el tipo de cultivo, las necesidades de luz solar y humedad, y los ciclos de mantenimiento, la agricultura agrovoltaica puede incorporarse en:

• Campos de cultivo o cosecha de árboles
• Campos destinados a la ganadería
• Pesquerías y cuerpos de agua utilizados para la acuicultura
• Invernaderos que producen frutas, vegetales o flores.

¿Cuáles son los beneficios de la agrivoltaica?

La agrovoltaica se ha diseñado pensando en resultados positivos, y genera un gran número de beneficios para el agricultor:

● Una fuente adicional de ingresos

La electricidad generada por la agrovoltaica puede utilizarse localmente o venderse a la red nacional. En cualquier caso, esto aporta un ahorro de costos o incluso una ganancia para el agricultor, diversificando las operaciones agrícolas y brindando protección adicional frente a las malas cosechas o las variaciones estacionales.

● Mayor eficiencia en el uso de la tierra

Tradicionalmente, la generación de energía solar y la agricultura se han considerado competidoras por la tierra: la agrovoltaica, en cambio, las presenta como complementarias.

De hecho, la agrovoltaica pueden aumentar la eficiencia del uso de la tierra.

Veamos un ejemplo. Si un agricultor utiliza un campo para cultivar trigo y otro para ubicar una instalación solar, podrá utilizar ambos con una eficiencia del 100%. Si, por el contrario, ambos campos se utilizan para un sistema combinado de trigo y energía solar agrovoltaica, con una eficiencia individual del 80%, la producción total será del 160% de la producción original.

Como puede ver, este tipo de uso dual de la tierra elimina la competencia entre los proyectos de energía renovable y la producción de alimentos y ofrece la máxima productividad general.

● Protección contra clima extremo

Los fenómenos meteorológicos extremos son cada vez más frecuentes, por lo que las medidas de protección son importantes. Convenientemente, los paneles fotovoltaicos pueden proteger los cultivos del granizo o las tormentas y proporcionar sombra refrescante a los animales que pastan. Estos efectos aumentan el rendimiento general y reducen la necesidad de adquirir equipos adicionales de protección contra la intemperie.

●  Reducción de la evaporación del agua y conservación del agua de riego

La sombra creada por los paneles solares reduce de forma natural la evaporación del agua del suelo, contribuyendo a reducir sus necesidades de riego. Dependiendo del nivel de sombra, se puede esperar un ahorro entre 14 y 29 por ciento de la humedad del suelo.

●  Aumento en el rendimiento de los cultivos

Para ciertos tipos de cultivos, el efecto de sombreado de los paneles solares puede mejorar la calidad y el rendimiento, al reducir el estrés causado por el exceso de luz solar.

En una serie de estudios, una variedad en especial de pimiento experimentó un aumento en su cosecha del 150%, y los tomates cherry registraron un aumento del rendimiento del 90%. Aunque, por supuesto, el impacto real en el rendimiento varía en función de la temperatura del aire, la humedad, la ubicación y otros factores.

●  Aprovechamiento de tierras menos productivas

La generación de energía solar es mucho más adaptable que los cultivos y no se ve afectada por el tipo de suelo, el nivel de humedad o el estado químico. Esto significa que puede instalar paneles fotovoltaicos para aprovechar al máximo terrenos que de otro modo serían improductivos.

●  Mayor flexibilidad agrícola

Al utilizar la energía generada localmente por paneles fotovoltaicos, es posible ubicar el invernadero en el lugar más conveniente de la granja, en lugar de estar limitado por la ubicación de las líneas eléctricas existentes.

●  Reducción de la huella de carbono

Algunas actividades agrícolas requieren importantes cantidades de energía: para alimentar la maquinaria, la calefacción, la refrigeración o los dispositivos de control climático. La agrovoltaica puede utilizarse como fuente de energía renovable, sustituyendo fuentes de energía contaminantes y reduciendo su huella de carbono.

●  Protección de la biodiversidad

Sobre todo en climas áridos, se ha comprobado que en las áreas situadas bajo los paneles solares crece más hierba, lo que crea un aumento del 90% en la masa de plantas al final de la temporada. Esto contribuye a una biodiversidad más sana, sobre todo cuando las instalaciones fotovoltaicas están diseñadas para atraer mariposas y abejas.

El futuro de la agrovoltaica

Está claro que la adopción de la agrovoltaica aumentará a medida que la tierra disponible se vuelva más escasa y la demanda de energía aumente. Eso presagia una serie de posibles evoluciones en la tecnología.

●  Control a través de la computadora

Los paneles fotovoltaicos más recientes se pueden controlar e inclinar de forma remota para maximizar su producción durante todo el año. Los sistemas de control modernos también facilitan la identificación de problemas de mantenimiento y el funcionamiento óptimo de las instalaciones de energía solar.

●  Micro-redes inteligentes

Una micro-red es esencialmente una red eléctrica local e independiente capaz de funcionar aislada de la red principal.

Una micro-red inteligente lleva las operaciones al siguiente nivel, incorporando una gestión inteligente de los recursos eléctricos para optimizar los recursos, mantener el almacenamiento de energía necesario y hacer un seguimiento de la generación de energía en tiempo real.

Agrovoltaica: Emergente o ya surgió

La agrovoltaica puede aportar muchas ventajas a los agricultores, las comunidades locales y nuestro planeta.

La implementación efectiva requiere una planificación cuidadosa, por ejemplo siguiendo las cinco C.. Pero si se hace bien, un enfoque armonioso de la energía solar y la agricultura puede aumentar la producción agrícola, diversificar los ingresos y proporcionar una nueva fuente de energía ecológica.

A medida que los proyectos de investigación sigan ayudándonos a perfeccionar nuestros enfoques y a desarrollar mejores prácticas, la agrovoltaica se perfila como el futuro de la agricultura.