Por Luis Alfonso Escobedo
Director y Fundador de AgroWatts
Agrivoltaics, también conocidos como sistemas agrofotovoltaicos, son una innovadora solución de uso dual del terreno que combina la agricultura con la producción de energía solar fotovoltaica.
Este método consiste en instalar paneles solares elevados sobre terrenos agrícolas, permitiendo que la tierra debajo continúe siendo utilizada para el cultivo de plantas, la cría de ganado o flores.
Los paneles no solo generan energía limpia, sino que también pueden proporcionar sombra y proteger a los cultivos de las inclemencias del tiempo, optimizar el uso del agua mediante la reducción de la evaporación y mejorar la eficiencia del espacio.
Los sistemas agrivoltaicos representan un enfoque sostenible que busca maximizar la productividad de las tierras agrícolas mientras se genera energía renovable, ofreciendo un modelo prometedor para la seguridad alimentaria y energética en el contexto del cambio climático.
Maximización del Terreno con Agrivoltaicos
Los sistemas agrivoltaicos representan una estrategia de doble uso del terreno que revoluciona la producción agrícola y energética. Al instalar paneles solares sobre cultivos, se puede generar electricidad mientras se continúa con el cultivo de alimentos en el mismo espacio.
Esta dualidad permite una utilización más eficiente de la tierra, crucial en áreas con limitaciones de espacio o donde la conservación del suelo es primordial. Además, ofrece una solución para mantener la actividad agrícola sin renunciar a la oportunidad de participar en la economía energética renovable, estableciendo un modelo de desarrollo sostenible que puede ser esencial para el futuro de la agricultura y la energía.
Por otro lado, ofrece la posibilidad de desarrollar proyectos más cercanos a las subestaciones, al poder compartir con el productor el predio a construir la planta solar sin que este tenga que dejar de producir su tierra teniendo que prescindir de ese ingreso.
Diversidad en Configuraciones Agrivoltaicas
Explorar las configuraciones agrivoltaicas es fundamental para adaptar estos sistemas a diferentes entornos y necesidades agrícolas. Las configuraciones varían desde paneles fijos montados en altura, que permiten el paso de maquinaria y ganado debajo, hasta sistemas de seguimiento solar que se mueven con el sol para maximizar la eficiencia energética. Los paneles bifaciales, que capturan la luz por ambos lados, pueden aprovechar la reflectividad de las superficies cercanas para una producción energética aún mayor.
Además, se están desarrollando configuraciones específicas para cultivos que requieren niveles de sombra y exposición solar particulares, como viñedos o huertos. Cada configuración está diseñada para coexistir armoniosamente con las prácticas agrícolas, asegurando que la producción de alimentos y energía se mantenga sostenible y productiva.
LAS 5C’s
La investigación agrivoltaica del proyecto InSPIRE de EE. UU. ha identificado cinco elementos clave, conocidos como las «5 C’s», esenciales para el éxito de los proyectos agrivoltaicos:
- Clima, Suelo y Condiciones Ambientales (C1): Factores incontrolables del sitio que afectan tanto a la agricultura como a la energía solar.
- Configuraciones, Tecnologías Solares y Diseños (C2): Elección de la tecnología y diseño del sitio que influyen en la disponibilidad de luz y generación solar.
- Selección de Cultivos y Métodos de Cultivo (C3): Métodos agrícolas y enfoques de gestión adaptados a la coexistencia con la infraestructura solar.
- Compatibilidad y Flexibilidad (C4): Diseño de tecnología solar que se ajusta a las necesidades de propietarios, operadores y agricultores.
- Colaboración y Asociaciones (C5): Acuerdos y entendimientos entre partes interesadas para apoyar las instalaciones y la investigación agrivoltaica.
Estos principios guían la instalación y operación efectivas de los proyectos agrivoltaicos, así como la investigación y las asociaciones en este campo emergente.
Beneficios de la Utilización de la Tierra en Agrivoltaicos
Los beneficios de la utilización de la tierra en sistemas agrivoltaicos son múltiples y significativos, destacándose principalmente por:
- Producción Dual: Permiten la generación simultánea de energía solar y la producción agrícola en el mismo terreno, optimizando así el uso de espacios valiosos.
- Mejora de la Eficiencia del Agua: Los paneles solares brindan sombra y reducen la evaporación del agua, lo que puede resultar en una disminución del estrés hídrico para los cultivos y una menor necesidad de riego.
- Protección de Cultivos: Al proporcionar un microclima más estable, los cultivos están más protegidos contra las heladas y el exceso de calor, lo que puede mejorar tanto la calidad como la cantidad de la producción.
- Sostenibilidad Ambiental: Se reduce la huella de carbono de las actividades agrícolas al integrar la producción de energía limpia, contribuyendo a la lucha contra el cambio climático.
- Desarrollo Económico: Los agricultores pueden generar una fuente adicional de ingresos a través de la venta de la energía solar producida o bien, usándola para diferentes fines dentro de su cultivo, mejorando la viabilidad económica de sus explotaciones agrícolas.
- Conservación del Suelo: La menor compactación del suelo y el mantenimiento de la cobertura vegetal ayudan a preservar la biodiversidad y los servicios ecosistémicos del suelo. Estos beneficios resaltan el potencial de los agrivoltaicos para transformar la gestión de tierras agrícolas, apoyando un futuro más resiliente y sustentable para la agricultura y la producción de energía.
Agrivoltaics con borregos y flores
Los sistemas agrivoltaicos con ovejas y flores, a menudo conocidos como «agrovoltaicos multifuncionales», representan una innovadora forma de combinar la producción de energía solar con actividades agrícolas y ganaderas en una misma parcela de tierra. Estos sistemas tienen como objetivo maximizar el uso del suelo y brindar beneficios adicionales a la agricultura y la biodiversidad.
En el caso de los borregos, se utilizan para pastar en los espacios entre las filas de paneles solares. Esto no solo ayuda a mantener la vegetación baja y evita que las hierbas y malezas crezcan descontroladamente en los parques solares sombreando los paneles solares y así mermando la generación de energía, sino que también proporciona un ahorro a los productores de borregos al ahorrarse el forraje del tiempo que los animales pastan dentro de la planta de energía. La presencia de borregos puede reducir la necesidad de usar maquinaria para cortar el césped, lo que ahorra energía y reduce las emisiones de carbono.
En cuanto a las flores, se cultivan en la misma área que los paneles solares para promover la polinización y apoyar a las poblaciones de abejas y otros polinizadores. Esto es esencial para la producción de alimentos, ya que muchos cultivos dependen de la polinización. Además, las flores añaden belleza estética a los proyectos agrivoltaicos y pueden atraer a visitantes y turistas.
Los sistemas agrivoltaicos con ovejas y flores son una forma innovadora de aprovechar al máximo la tierra, promover prácticas agrícolas sostenibles y fomentar la biodiversidad. Estos enfoques multifuncionales pueden tener un impacto positivo tanto en la producción de energía renovable como en la agricultura y el medio ambiente.
Usos de la Energía en el Campo
Riego: La energía es crucial para los sistemas de riego, especialmente en los de tipo pivotante o por goteo, que requieren bombeo de agua a lo largo de grandes extensiones de tierra.
Bombeo: El bombeo de agua es un componente vital en la gestión agrícola, especialmente en regiones donde el riego es esencial para la producción de cultivos. En el campo, el bombeo de agua se utiliza para:
Almacenamiento y Procesamiento de Cosechas: La energía es utilizada para el funcionamiento de silos, refrigeración, secado de granos y otros métodos de procesamiento que ayudan a preservar la calidad de la producción agrícola.
Invernaderos Hidroponicos: Los paneles solares además de servir como protección de diferentes cultivos, también pueden generar la energía necesaria para la producción hidropónica.
Impacto Comunitario y Desarrollo Sustentable
Los proyectos agrivoltaicos representan una oportunidad significativa para redefinir y revitalizar las comunidades rurales y periurbanas. Al combinar la generación de energía solar con la agricultura, estos proyectos pueden actuar como catalizadores para el desarrollo socioeconómico y ambiental sostenible. Profundicemos en cómo pueden beneficiar a las comunidades:
Seguridad Energética
La producción local de energía a través de sistemas agrivoltaicos garantiza una fuente constante y fiable de electricidad. Esto es especialmente crucial en áreas que experimentan cortes de energía o que no están conectadas a la red nacional. La seguridad energética obtenida de esta manera puede mejorar la calidad de vida y fomentar la independencia energética.
Apoyo a la Agricultura Local
Al proporcionar energía directamente donde se necesita, los proyectos agrivoltaicos pueden reducir los costos de operación para los agricultores. Esto se traduce en sistemas de riego más eficientes, mejor refrigeración y almacenamiento para los productos agrícolas, y la capacidad de procesar y añadir valor a los productos en el sitio, aumentando así los ingresos.
Creación de Empleos
Desde la instalación y mantenimiento de paneles solares hasta el manejo de cultivos mejorados por la agrivoltaica, estos proyectos pueden generar empleos en diversas áreas. Estos nuevos puestos de trabajo pueden requerir habilidades que van desde la ingeniería hasta la agrotecnología, beneficiando a la comunidad con empleo y capacitación.
Fortalecimiento de la Economía Local
Con los agricultores y las empresas locales beneficiándose de menores costos de energía y mayor productividad agrícola, la economía local puede experimentar un ciclo virtuoso de crecimiento. Los ingresos adicionales pueden reinvertirse en la comunidad para mejorar la infraestructura y los servicios.
Autosuficiencia Energética
La capacidad de generar y almacenar energía localmente reduce la dependencia de fuentes externas y permite a las comunidades controlar mejor su futuro energético. Esto puede ser particularmente empoderador en regiones que actualmente dependen de combustibles fósiles costosos y contaminantes.
Mejora de la Biodiversidad
Los proyectos agrivoltaicos pueden diseñarse para fomentar la biodiversidad, integrando plantas nativas que atraen y sustentan a los polinizadores y otros animales silvestres. Esta biodiversidad mejorada no solo es beneficiosa para el medio ambiente, sino que también puede mejorar la polinización y, por ende, la productividad de los cultivos.
Resiliencia y Sostenibilidad Agrícola
Con la capacidad de mitigar algunos de los efectos del cambio climático, como el estrés hídrico y las temperaturas extremas, los sistemas agrivoltaicos pueden hacer que la agricultura sea más resiliente. La sombra proporcionada por los paneles puede reducir la necesidad de agua y proteger a los cultivos durante los periodos de calor intenso.
Es importante comentar que no todos los tipos de cultivos son ideales para la implementación de estos sistemas. Hay cultivos que son más tolerantes a las sombras que otros. Sabemos que en general las hortalizas responden bien a estos cultivos, mientras que los cultivos extensivos necesitan de mayor luz solar. Los jitomates, papa, berries y chiles, han mostrado incluso incrementos en sus rendimientos cuando son cultivados bajo paneles solares.
En el mundo, se han desarrollado diferentes proyectos piloto para estudiar el comportamiento de varios productos. Japón, por ejemplo, ha realizado pruebas en más de 120 cultivos. En Europa, Francia, Alemania, Italia y los Países Bajos han sido grandes promotores de esta simbiosis debido a que sus territorios no tienen grandes espacios ociosos.
En USA, la gran mayoría de los Estados ya cuentan con programas donde se otorgan incentivos a los desarrolladores y granjeros que quieran adoptar estos sistemas. China, por su lado, ha apostado a esta tecnología con la construcción del parque agrivoltaico mas grande del mundo con 1GWp de capacidad instalada. En México por su lado, el Instituto de Energías Renovables con financiamiento de la SECTEI de la CDMX y asesoría de la Universidad de Arizona, ha construido un proyecto piloto de 40kWp con 24 un recolector de agua, sistema de irrigación y 24 parcelas que son estudiadas diariamente.
CONCLUSIÓN
En conclusión, los proyectos agrivoltaicos representan una oportunidad transformadora para México. Con su abundante radiación solar y vastas tierras agrícolas, el país está en una posición privilegiada para liderar la integración de la energía solar y la producción agrícola. Estos proyectos no solo prometen aumentar la eficiencia en el uso del suelo y los recursos hídricos sino que también ofrecen un camino hacia la soberanía alimentaria y energética.
La implementación de agrivoltaicos puede impulsar el desarrollo económico rural, fomentar la innovación tecnológica y contribuir significativamente a los objetivos nacionales de sostenibilidad y reducción de emisiones. México tiene el potencial de convertirse en un referente internacional en la aplicación de esta tecnología, mostrando cómo la sinergia entre agricultura y energía solar puede prosperar en beneficio del medio ambiente y la sociedad.
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