La agrovoltaica combina la energía solar y la agricultura, mejorando la productividad de la tierra y abordando el cambio climático al tiempo que garantiza la seguridad alimentaria
El rápido crecimiento de la producción de energía fotovoltaica (FV) en las últimas décadas refleja la urgente necesidad de desarrollo sostenible y los avances en la tecnología solar .
En 2020, la energía fotovoltaica mundial alcanzó los 760 GW, con China, Europa y Estados Unidos a la cabeza. Sin embargo, esta expansión ha suscitado un debate sobre el uso del suelo, ya que casi todas las plantas de energía fotovoltaica están instaladas sobre el suelo.
Estas instalaciones a menudo ocupan tierras agrícolas, lo que genera preocupación por daños ambientales, amenazas a la biodiversidad y riesgos socioeconómicos, como la reducción de la producción agrícola y la despoblación rural.
La agrovoltaica, la práctica de combinar la generación de energía solar con la agricultura en la misma tierra, ha surgido como una posible solución. El concepto se remonta a 1982, cuando los investigadores diseñaron sistemas fotovoltaicos que permitían que la luz solar llegara a los cultivos que se encontraban debajo.
En 2011, los estudios revelaron que la energía solar fotovoltaica podría aumentar la productividad de la tierra entre un 35% y un 73%. Desde entonces, numerosos experimentos han confirmado sus beneficios para la producción de energía, la seguridad alimentaria y las economías rurales.
ste enfoque de doble uso alivia la competencia entre la energía renovable y la agricultura, y aborda tanto las preocupaciones relacionadas con el suministro de alimentos como el cambio climático. Las investigaciones indican que los sistemas agrovoltaicos pueden reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, apoyar los medios de vida rurales y mejorar el rendimiento de los cultivos.
Por ejemplo, los cultivos tolerantes a la sombra, como la lechuga y el trigo, prosperan en estos sistemas. Además, la sombra reduce las temperaturas del suelo y las necesidades de agua, en particular en las regiones áridas. Al reducir las temperaturas de los paneles mediante la evapotranspiración, estos sistemas también mejoran la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos.
La flexibilidad de los diseños agrovoltaicos les permite adaptarse a diversos paisajes. Algunos sistemas están diseñados específicamente, con paneles elevados y espaciados para maximizar la eficiencia solar y agrícola. Otros modernizan las granjas fotovoltaicas existentes introduciendo cultivos compatibles.
Los experimentos han dado resultados prometedores. En la India, los viñedos con tecnología agrovoltaica aumentaron el valor económico 15 veces en comparación con los viñedos tradicionales. De manera similar, estudios realizados en Europa han demostrado que los cultivos que se cultivan con paneles solares suelen dar resultados comparables o incluso superiores a los que se obtienen en campos abiertos.
Los sistemas de setos de olivos constituyen un ejemplo convincente de la agrovoltaica en acción. Investigadores de la Universidad de Córdoba , España , desarrollaron un modelo de simulación para integrar paneles fotovoltaicos en plantaciones de olivos.
Sus hallazgos pusieron de relieve los beneficios mutuos: el sombreado mejoró la producción de aceitunas al actuar como cortavientos, mientras que la evapotranspiración enfrió los paneles, mejorando así la producción de energía. Estos modelos permiten optimizar con precisión la altura, el espaciamiento y la densidad de los paneles para equilibrar la producción agrícola y energética.
A pesar de la promesa de la energía solar fotovoltaica, aún quedan desafíos por resolver. El diseño de sistemas que equilibren las necesidades de luz de los cultivos y los paneles requiere una planificación cuidadosa. Una disposición de paneles demasiado densa puede obstaculizar las operaciones agrícolas, mientras que una sombra insuficiente puede reducir los beneficios de los cultivos.
Las herramientas de simulación avanzadas y los estudios de campo son fundamentales para perfeccionar estos diseños. La relación equivalente de tierra (LER), una métrica que compara la productividad combinada con los distintos usos de la tierra, muestra de manera consistente que la energía solar fotovoltaica es más eficiente, con valores que van de 1,29 a 1,73.
El potencial de la agrovoltaica se extiende más allá de los cultivos anuales. Si bien la mayoría de los estudios se centran en plantas de vida corta, la integración de cultivos perennes, como el olivo , presenta oportunidades únicas. Los setos de olivos, que ya son eficientes gracias a la mecanización y a los rendimientos de alta calidad, son ideales para los sistemas agrovoltaicos.
Investigadores españoles han desarrollado modelos para predecir la producción de aceite de oliva junto con la producción de energía solar, lo que demuestra la viabilidad de estos sistemas. Su trabajo subraya la importancia de equilibrar la eficiencia y la practicidad, garantizando que la maquinaria agrícola pueda seguir funcionando de forma eficaz.
La escalabilidad de la energía agrivoltaica es evidente. Entre 2012 y 2020, la producción mundial de energía agrivoltaica aumentó de 5 MW a 2,8 GW. Este crecimiento subraya el creciente interés en los sistemas de doble uso como solución sostenible a los conflictos por el uso de la tierra. A medida que la tecnología evolucione, la investigación continua perfeccionará los diseños y ampliará su aplicabilidad.
Al integrar los paneles fotovoltaicos con la agricultura, la energía solar fotovoltaica aborda dos necesidades mundiales apremiantes: la energía limpia y la seguridad alimentaria. Este enfoque ofrece un camino a seguir, armonizando la producción de energía con la gestión sostenible de la tierra y el desarrollo rural .
Con innovación y colaboración constantes, la energía agrovoltaica podría transformar el modo en que la humanidad satisface sus demandas energéticas y agrícolas, fomentando un futuro más sostenible.