Agricultura Sostenible con Agrivoltaica

La agrivoltaica, en términos sencillos, consiste en cultivar cultivos y al mismo tiempo instalar instalaciones de energía fotovoltaica en el mismo terreno. Este modelo está ganando cada vez más popularidad en la agricultura moderna y es visto como una vía importante para promover la modernización agrícola debido a sus ventajas en la mejora de la eficiencia del uso del suelo y el fomento del desarrollo de energías verdes.

Parámetros Clave de la Agrivoltaica

Para implementar con éxito la agrivoltaica, se deben considerar los siguientes parámetros clave:

1. Selección de módulos fotovoltaicos: Los módulos fotovoltaicos son componentes clave del sistema de generación de energía solar. Considerando la potencia unitaria, la eficiencia de conversión, el costo, la madurez tecnológica y la cuota de mercado, este proyecto selecciona módulos fotovoltaicos bifaciales de vidrio doble de silicio monocristalino de 550 Wp.

2. Selección de inversores: Los inversores fotovoltaicos tienen un impacto significativo en la producción de energía, la inversión inicial, los costos operativos y la calidad de la energía. Teniendo en cuenta el avance de los módulos, el costo por kilovatio-hora, la tasa interna de retorno del proyecto y las condiciones del sitio, elegimos el inversor centralizado EP-3125-HC, utilizando una relación de capacidad de aproximadamente 1.31.

3. Diseño de matrices fotovoltaicas: La producción de energía de una matriz solar está relacionada con la intensidad de la luz solar. La producción es máxima cuando la luz incide perpendicularmente a la matriz, y disminuye significativamente a medida que cambia el ángulo de incidencia. Los dispositivos de seguimiento solar pueden mantener los paneles solares perpendiculares a la luz durante más horas, maximizando la conversión de energía solar en electricidad.

Ventajas de la Agrivoltaica

1. Ventaja del uso del suelo: El concepto de desarrollar proyectos integrados de agrivoltaica ha surgido, donde los proyectos pueden ubicarse en tierras agrícolas que no son de cultivo básico. Mediante la adquisición de derechos de uso de la tierra, la agrivoltaica combina de manera científica y eficiente la agricultura de instalaciones con la generación de energía fotovoltaica, sin alterar el uso del suelo, permitiendo que ambos sistemas se complementen mutuamente.

2. Selección de tierras para proyectos de agrivoltaica: Se debe aprovechar al máximo el uso de tierras no cultivadas como colinas áridas, llanuras saladas o tierras ineficientes. Si es necesario utilizar tierras de cultivo, se deben priorizar las tierras de baja calidad y utilizar técnicas como la remoción de la capa superficial del suelo para minimizar el daño. Está prohibido ocupar tierras de cultivo básicas.

3. Aprobación de proyectos de agrivoltaica: Los proyectos de agricultura en instalaciones y generación de energía fotovoltaica deben construirse sobre proyectos de agricultura en instalaciones ya aprobados. Los paneles fotovoltaicos se pueden instalar en los techos de las instalaciones agrícolas sin afectar la producción agrícola ni ocupar tierras adicionales, asegurando que no haya cambios en el uso del suelo.

Correspondencia entre Generación y Demanda de Energía

En un sistema de agrivoltaica, la capacidad de generación del sistema fotovoltaico debe coincidir con la demanda total de energía de las instalaciones agrícolas (riego, iluminación, ventilación, aislamiento y sistemas de monitoreo), dejando un margen de potencia de al menos un 10 %. Esto garantiza que el sistema fotovoltaico pueda satisfacer las necesidades diarias de funcionamiento de las instalaciones agrícolas y que también haya un excedente de electricidad para otros usos.

Selección de Cultivos Adecuados

En los invernaderos fotovoltaicos, seleccionamos cultivos con baja necesidad de luz, como plantas que prefieren la sombra o hongos que no requieren luz, para reducir el impacto de la sombra de los paneles solares en el crecimiento de los cultivos.

Proceso de Construcción y Puntos de Diseño

Desde la selección del sitio, la selección de cultivos, la planificación del proyecto, el diseño de factibilidad, el diseño preliminar, el diseño del proyecto de construcción hasta la implementación final, cada paso en el proceso de construcción de un proyecto de agrivoltaica requiere una planificación cuidadosa y un estudio detallado. Los puntos clave del diseño incluyen considerar el impacto de las plantas fotovoltaicas en los cultivos, realizar estudios en el lugar para comprender las condiciones climáticas locales y de cultivo, consultar a expertos agrícolas para realizar inspecciones de campo y determinar los cultivos adecuados, así como prever canales de venta de los cultivos y los posibles efectos adversos de estos en las instalaciones fotovoltaicas.

Análisis de Beneficios

Los proyectos de agrivoltaica no solo pueden generar beneficios económicos, sino también beneficios ambientales. En un proyecto de 1000 acres con una capacidad instalada de 20 megavatios, la inversión incluye el alquiler de la tierra, los costos de los invernaderos y los costos de construcción de la planta fotovoltaica. Los ingresos provienen de la generación de energía anual y de los ingresos de los invernaderos. Un análisis exhaustivo muestra que este proyecto puede recuperar los costos estáticos en unos 4.0 años, con una tasa de retorno del 25 %. En términos de beneficios ambientales, la generación de energía fotovoltaica puede reducir las emisiones de CO₂ en unas 12,000 toneladas anuales, contribuyendo a la mejora ambiental y a la mitigación del calentamiento global.

Problemas y Soluciones

Los proyectos de agrivoltaica pueden enfrentar problemas como grandes inversiones iniciales, reducción de subsidios a la energía fotovoltaica, incertidumbres sobre los reninoteentos y la renuencia de las empresas comerciales a participar. Sin embargo, si se puede generar un retorno de mercado suficiente para involucrar a agricultores, ganaderos y empresas, estos problemas se pueden resolver, y la agrivoltaica no dependerá exclusivamente del apoyo gubernamental.

La agrivoltaica es un modelo innovador de desarrollo agrícola que no solo mejora la eficiencia del uso del suelo, sino que también fomenta el desarrollo de energías verdes. Sin embargo, su desarrollo no está exento de desafíos. Mientras los agricultores, ganaderos y empresas obtengan suficientes beneficios del mercado, la agrivoltaica podrá lograr un desarrollo verdaderamente sostenible.