La energía agrovoltaica adquiere cada vez mayor relevancia, con proyectos piloto para lograr la máxima sinergia entre la agricultura y la energía fotovoltaica. Proyectos de investigación españoles como Go Agrovoltaica, o europeos como HyPErFarm y PanePowerSW, contribuyen al desarrollo de esta tecnología basada en el uso simultáneo de la tierra tanto para la producción de cultivos como para la generación de energía fotovoltaica.
El concepto agrovoltaica tiene su origen en Alemania en los años 80 y se basa en compatibilizar y crear sinergias entre los aprovechamientos energéticos y agrarios. En la actualidad, es una solución que está siendo cada vez más relevante para integrar sinergias entre alimentos y energía y abordar el cambio climático.
Satisfacer las crecientes demandas mundiales de alimentos y energía mientras se mitiga el cambio climático es uno de los grandes desafíos actuales. En este contexto, la agrovoltaica podría ser la respuesta. Teniendo en cuenta que los cultivos necesitan luz solar para crecer, la agricultura puede utilizarla para impulsar sus procesos de producción.
Proyecto Go Agrovoltaica en España
Un ejemplo de investigación sobre agrovoltaica en España es el proyecto Go Agrovoltaica, que arrancó oficialmente hace un año y tiene prevista su finalización en 2023. La iniciativa está promovida por un grupo operativo nacional (financiado con fondos FEADER por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación), con la participación de organizaciones y centros de investigación del sector agrario y energético de Extremadura, Castilla León y Comunidad Valenciana.
El objetivo común es la integración de la actividad agraria y la producción energética en plantas fotovoltaicas mediante soluciones sostenibles y eficientes, adaptadas a cada territorio. El proyecto analizará las características de los huertos solares, para llegar a encontrar cultivos innovadores y nuevos diseños de las futuras plantas solares que hagan que puedan convivir ambos negocios, el agrícola y el energético en un mismo terreno, generando un mayor beneficio económico y medioambiental.
En el marco del proyecto Go Agrovoltaica, el Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (Cicytex) inicia ahora un proyecto piloto en la planta fotovoltaica Hinojosa Solar, ubicada en el término municipal de Hinojosa del Valle (Badajoz), que se centrará en la regeneración del suelo con cubiertas vegetales biodiversas asociada a la implementación de un manejo regenerativo mediante ganado ovino. Durante dos años se estudiará el impacto de esta propuesta sobre la actividad ganadera, el estado ambiental de la planta fotovoltaica y la mejora del rendimiento en la producción energética.
Cicytex propone un nuevo planteamiento en relación con la cubierta herbácea y su control mediante ganadería dentro de las plantas fotovoltaicas. Se trata de mejorar las cubiertas vegetales mediante siembras de mezclas biodiversas de especies pratenses adaptadas a las propias condiciones del clima y del suelo. Mezclas biodiversas en las que primará la presencia de leguminosas (de alto contenido proteico para el ganado) y que una vez implantadas pueden persistir durante décadas. A lo largo del proyecto, el centro de investigación extremeño analizará el impacto de las mejoras propuestas sobre la viabilidad de la actividad ganadera y sobre la evolución de las propiedades físico-químicas de los suelos de las plantas fotovoltaicas.
Por su parte, la Agencia Extremeña de la Energía (Agenex), socio también del grupo operativo del proyecto, se encargará de analizar la influencia de las actuaciones descritas en el rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas, como la generación de energía eléctrica, temperatura ambiente, trabajos de limpieza y mantenimiento de la planta, entre otras cuestiones.
Paneles solares en campos agrícolas
A nivel europeo se encuentra el proyecto HyPErFarm, coordinado por el equipo de la universidad belga KU Leuven, que está trabajando para avanzar en el uso de la agrovoltaica, convirtiéndolo en una solución de mercado viable. El proyecto, subvencionado por Horizonte 2020 y que terminará en 2024, ha desarrollado una técnica para instalar paneles solares en campos agrícolas.
HyPErFarm une diferentes tipos de actores con el objetivo de optimizar modelos comerciales agrovoltaicos viables, así como probar la comerciabilidad de los productos, mediante la inclusión de nuevas tecnologías fotovoltaicas innovadoras. Los conceptos desarrollados se demostrarán en tres sitios piloto diferentes en Bélgica, Dinamarca y Alemania. El objetivo del proyecto es demostrar la descarbonización efectiva de las granjas por la agrovoltaica mientras se mantiene el rendimiento de los cultivos.
Con los paneles solares, los agricultores pueden producir la energía necesaria para alimentar gran parte de las operaciones de su granja, como iluminación, calefacción y refrigeración, lo que a su vez reduce los costos y las emisiones de carbono. HyPErFarm también está explorando formas de usar esta energía solar para producir hidrógeno limpio, que podría utilizarse para el suministro energético de maquinaria y equipos agrícolas.
Energía solar en invernaderos
Los paneles solares tienen un uso más limitado para los invernaderos, ya que éstos necesitan maximizar la cantidad de sol que brilla y en general los paneles solares son opacos. El proyecto PanePowerSW, ya finalizado y también financiado por Horizonte 2020, ha desarrollado un vidrio solar, un panel transparente (hasta un 80%) para invernaderos que permite entrar la luz del sol y producir energía solar al mismo tiempo. Esta doble función se basa en un nuevo recubrimiento nanoestructurado, que transforma la luz ultravioleta en lo que se llama el espectro de luz roja, que las plantas utilizan para crecer y las células solares usan para producir energía.
En el marco del proyecto, llevado a cabo por Brite Solar, se construyó un invernadero de 1.000 metros cuadrados para un viñedo en Grecia. Completamente cubierto con células solares recubiertas de nanoestructuras, el invernadero puede producir 50 kW de energía, suficiente para satisfacer casi todas las necesidades energéticas del invernadero.
No obstante, además de producir energía, el objetivo del invernadero de demostración era duplicar su rendimiento. Las pruebas de campo mostraron una reducción en los costos operativos de energía de hasta un 80% como resultado de las ventas de electricidad a la red, una cifra que se espera que sea mayor en países con mayor irradiación solar.
Aumento del interés en torno al concepto de agrovoltaica
No solo en Europa aumenta el interés en torno al concepto de agrovoltaica, también lo hace a nivel mundial. Recientemente, en un webinar organizado por la Sociedad Internacional de Energía Solar (ISES), en cooperación con el Consejo Solar Global, expertos de todo el mundo presentaron sus trabajos y sitios de prueba sobre agrovoltaica. Todos ellos expusieron cómo los programas agrovoltaicos sostenibles pueden sostenerse y mejorarse a través de tarifas efectivas, marcos de políticas más claros, mejor comunicación entre las partes interesadas y un compromiso oportuno con los agricultores.
Alemania ha desarrollado nuevos estándares para agrovoltaica (DIN SPEC 91434) definiéndola como el uso combinado de la misma área de tierra para la producción agrícola como uso principal y para la generación de electricidad fotovoltaica como uso secundario. Se confía en que el establecimiento de estos nuevos estándares contribuya a la expansión de la tierra apta para el uso de la energía agrovoltaica en Alemania.
Por su parte, India cuenta con uno de los planes de transición más ambiciosos para la agrovoltaica. Entre otras cuestiones, se han desarrollado nuevos sistemas que permiten recoger el agua utilizada para limpiar los paneles solares y reutilizarla para el riego, reduciendo la huella hídrica. Además, las sombras proyectadas por los sistemas fotovoltaicos pueden ayudar a reducir el estrés hídrico de cultivos específicos.
Por otro lado, cabe destacar que la disponibilidad de terrenos se está convirtiendo en un problema en EE.UU. a medida que los objetivos solares aumentan para acelerar la transición energética. Nuevos proyectos piloto y estudios en el país destacan las oportunidades que surgen del acoplamiento de la energía fotovoltaica, como apoyar a los polinizadores y atraer insectos beneficiosos para los cultivos, pero también para la gestión del agua y la cría de animales.
De esta manera, la energía agrovoltaica tiene el potencial de convertirse en un activo en la acción climática global, ya que las investigaciones permiten desarrollar la convivencia del sector energético renovable y el agrícola. Los sistemas agrovoltaicos abren la puerta a la electrificación de las explotaciones agrarias, lo que beneficiará a los agricultores en términos de tamaño de producción y costes, además de garantizar que la agricultura contribuya a alcanzar los objetivos climáticos de Europa y del mundo.