La producción de alimentos enfrenta desafíos significativos debido al cambio climático, que causa fenómenos como el estrés hídrico y daño por quemaduras en los cultivos, afectando negativamente los rendimientos agrícolas. Al mismo tiempo, la necesidad urgente de reducir el consumo de combustibles fósiles ha impulsado la búsqueda de fuentes de energía renovable. Sin embargo, la competencia por el uso de la tierra entre la agricultura y la producción de energía solar complica aún más la situación. La agrivoltaica surge como una respuesta a estos problemas, ofreciendo una solución integrada que combina ambos usos del suelo.
Ante los desafíos actuales en la producción de alimentos y la búsqueda de fuentes de energía sostenibles, la agrivoltaica ofrece una solución novedosa. Este enfoque combina la producción agrícola con la generación de energía solar, aprovechando los espacios agrícolas para instalar paneles solares. La agrivoltaica implica la instalación de sistemas fotovoltaicos en terrenos agrícolas, permitiendo la producción simultánea de energía y cultivos. Este método presenta una serie de problemas y soluciones particulares que lo diferencian de la agricultura tradicional y de las instalaciones solares convencionales.
Un concepto clave en la agrivoltaica es la Relación de Equivalencia del Terreno, RET (en inglés, Land Equivalent Ratio, LER), que mide el uso eficiente del suelo combinando diferentes usos en el mismo espacio. Un LER superior a 1 indica que la combinación de cultivos y producción de energía en el mismo terreno es más eficiente que realizarlos por separado. La agrivoltaica ha demostrado aumentar el LER, optimizando así el uso del suelo y mejorando tanto la producción agrícola como la generación de energía renovable.
No obstante, hay desafíos en la implementación de sistemas agrivoltaicos. Uno de los principales problemas es la interferencia en las operaciones agrícolas. La presencia de paneles solares y su infraestructura puede dificultar el acceso a los cultivos y la utilización de maquinaria agrícola. Para mitigar este problema, es fundamental diseñar y configurar adecuadamente los sistemas agrivoltaicos. Por ejemplo, los paneles pueden ser montados en estructuras elevadas que permitan el paso de maquinaria agrícola por debajo, lo que reduce significativamente la interferencia.
Otro desafío es la gestión de sombras y condiciones de luz variables. Los paneles solares crean sombras y alteran las condiciones de luz, lo cual puede afectar negativamente el crecimiento de las plantas. Las sombras variables pueden resultar en una distribución desigual de la luz solar, impactando el rendimiento y la calidad de los cultivos. La utilización de paneles solares parcialmente transparentes o el ajuste de la orientación y el espaciado de los paneles puede ayudar a distribuir la luz de manera más uniforme y reducir los efectos negativos de la sombra en los cultivos.
La instalación de sistemas agrivoltaicos también implica costos iniciales elevados. La inversión inicial incluye el costo de los paneles solares, la infraestructura de soporte de dichos paneles y la tecnología de monitoreo y gestión. Aunque estos costos pueden ser significativos, se espera que disminuyan con el avance de la tecnología y la expansión del mercado. Además, los beneficios a largo plazo, como la reducción de costos operativos y el aumento de los ingresos por la venta de energía, pueden compensar estos costos iniciales.
La compatibilidad de los cultivos con este tipo de instalaciones es un aspecto crucial a tener en cuenta. No todos los cultivos son adecuados para sistemas agrivoltaicos, ya que estas instalaciones requieren condiciones de manejo específicas que difieren del manejo agrícola tradicional. Es necesario realizar investigaciones y pruebas para identificar las especies que se adaptan mejor a estas condiciones. Al seleccionar cultivos que prosperen bajo las particularidades impuestas por los paneles solares, es posible maximizar tanto la producción agrícola como la generación de energía.
Clasificación de sistemas agrivoltaicos
La categorización de uso agrícola en sistemas agrivoltaicos se divide en dos grupos principales (Trommsdorff et al., 2022). La Categoría I se refiere a instalaciones con suficiente espacio libre debajo de los paneles solares para la agricultura. Esta categoría incluye cultivos permanentes y perennes como frutas, viñedos y lúpulo, cultivos anuales y bienales, pastizales móviles permanentes y pastizales permanentes de pastoreo.
La Categoría II abarca instalaciones a nivel del suelo entre las filas del sistema agrivoltaico, con subcategorías similares a la Categoría I pero adaptadas a la estructura a nivel del suelo (Figura 1). La categorización fue propuesta en la especificación alemana DIN 91434, una pre-norma que además define la agrivoltaica y los requisitos que las instalaciones agrovoltaicas deben cumplir para ser denominadas como tal. La Política Agrícola Común (PAC) y las tarifas de alimentación (en inglés, feed-in tariff) en Alemania se basan en esta pre-norma.
Innovaciones y Futuro de la agrivoltaica
La investigación en sistemas agrivoltaicos está en sus primeras etapas, pero ya se han desarrollado métodos para mitigar algunos de los desafíos mencionados. Algunos estudios han creado algoritmos avanzados para la corrección de datos y sistemas de sensores que pueden funcionar eficazmente bajo estas condiciones. Estos estudios buscan desarrollar modelos que puedan predecir con precisión el rendimiento de los cultivos y optimizar la colocación y orientación de los paneles solares para maximizar tanto la producción de energía como la producción agrícola (Amaducci et al., 2018).
Diversos estudios y proyectos piloto han demostrado la eficacia de la agrivoltaica en distintos contextos. En Francia, por ejemplo, se ha implementado en viñedos, donde la sombra de los paneles solares ayuda a proteger las vides de las altas temperaturas y mejora la calidad de las uvas. En Japón, la agrivoltaica se utiliza para cultivar hortalizas, reduciendo la evaporación y mejorando la eficiencia del uso del agua.
Un caso notable es en Arizona, EE UU, donde se combinan paneles solares con la producción de diversos cultivos. Los resultados mostraron que el sistema agrivoltaico aumentó la producción de alimentos, mejoró la eficiencia en el uso del agua y redujo el estrés térmico en los paneles PV (Barron-Gafford et al., 2019).
Con información de Interempresas de España
03/01/2025
