La agrivoltaica (agrofotovoltaica, agrisolar o solar de doble uso ) es el uso dual del suelo para la producción de energía solar y la agricultura . [2] [3] La técnica fue concebida por Adolf Goetzberger y Armin Zastrow en 1981. [4] La agrivoltaica incluye múltiples métodos de combinación de agricultura con fotovoltaica, según la actividad agrícola, incluidas plantas, ganado, invernaderos y apoyo de polinizadores. [5]
Debido a que la luz solar se comparte, [6] el diseño del sistema requiere equilibrar objetivos como optimizar el rendimiento y la calidad de los cultivos y la producción de energía. Algunos cultivos se benefician del aumento de sombra, lo que reduce o incluso elimina la compensación. [7]
Las prácticas agrovoltaicas y la legislación pertinente varían de un país a otro. En Europa y Asia, donde el concepto fue pionero, el término agrivoltaica se aplica a la tecnología dedicada de doble uso, generalmente un sistema de soportes o cables para elevar el panel solar unos cinco metros sobre el suelo para permitir que el terreno sea al que se accede mediante maquinaria agrícola, o un sistema donde se instalan paneles solares en los techos de los invernaderos .
En 2019, algunos autores habían comenzado a utilizar el término agrivoltaica de manera más amplia, para incluir cualquier actividad agrícola entre los paneles solares convencionales existentes. Por ejemplo, las ovejas pueden pastar entre paneles solares convencionales sin ninguna modificación. Asimismo, algunos conciben la agrovoltaica de manera tan amplia que incluyen la mera instalación de paneles solares en los tejados de graneros o cobertizos para el ganado. [6]
Los tres tipos básicos son: [2]
Los tres sistemas cuentan con varias variables utilizadas para maximizar la energía solar absorbida tanto en los paneles como en los cultivos. La principal variable que se tiene en cuenta para los sistemas agrivoltaicos es el ángulo de inclinación de los paneles solares. Otras variables que se tienen en cuenta para elegir la ubicación del sistema agrivoltaico son los cultivos elegidos, la altura de los paneles, la irradiación solar y el clima de la zona. [2]
En su artículo inicial de 1982, Goetzberger y Zastrow publicaron una serie de ideas sobre cómo optimizar las instalaciones agrivoltaicas. [4]
Las instalaciones experimentales suelen tener un área agrícola de control. La zona de control se explota en las mismas condiciones que el dispositivo agrivoltaico con el fin de estudiar los efectos del dispositivo sobre el desarrollo de los cultivos. [ cita necesaria ]
Los sistemas más convencionales instalan paneles solares fijos en invernaderos agrícolas , [8] encima de cultivos en campo abierto o entre cultivos en campo abierto. Es posible optimizar la instalación modificando la densidad de paneles solares o la inclinación de los paneles. [9]
Se han desarrollado sistemas agrivoltaicos montados verticalmente con sistemas de módulos fotovoltaicos bifaciales . La mayoría de las cercas agrícolas se pueden utilizar para sistemas agrivoltaicos verticales. [10] En general, al menos un módulo fotovoltaico entre postes es aceptable para la mayoría de las vallas por 0,035 dólares/kWh para su instalación en vallas existentes en EE. UU.; Aunque el rendimiento de una instalación fotovoltaica vertical es sólo del 76% orientada hacia el sur, el ahorro en costos de almacenamiento permite que los sistemas agrovoltaicos de modernización de cercas a menudo produzcan electricidad con costos nivelados más bajos . [10] Para vallas fotovoltaicas, los microinversores tuvieron un mejor rendimiento cuando la longitud de la valla transversal era inferior a 30 mo cuando el sistema era pequeño, mientras que los inversores de cadena fueron una mejor selección para vallas más largas. [11] Los resultados de la simulación muestran que la distancia entre las filas entre las estructuras de los módulos fotovoltaicos bifaciales afecta significativamente la distribución de la radiación fotosintéticamente activa. [9] Next2Sun ha comercializado sistemas agrivoltaicos verticales en Europa. [12] Las estanterías fotovoltaicas verticales de código abierto basadas en madera han sido diseñadas para granjas [13] que (i) están construidas con materiales renovables y sostenibles (nacionales) localmente accesibles, (ii) pueden fabricarse con herramientas manuales por el promedio agricultor en el sitio, (iii) posee una vida útil de 25 años para igualar las garantías fotovoltaicas, y (iv) es estructuralmente sólido, siguiendo los códigos de construcción canadienses para soportar altas velocidades de viento y fuertes cargas de nieve. Los resultados mostraron que el costo de capital del sistema de estanterías es menos costoso que el equivalente comercial y todos los diseños de estanterías de madera anteriores, con un costo minorista unitario único de CAD 0,21. [13]
Un sistema integrado de panel solar independiente que utiliza un hidrogel puede funcionar como un generador de agua atmosférico , aspirando vapor de agua (generalmente por la noche) para producir agua dulce para regar los cultivos que se pueden encerrar debajo del panel (alternativamente, puede enfriar el panel). [14] [15]
El sistema más simple y antiguo se construyó en Japón utilizando un conjunto bastante endeble de paneles montados sobre tubos delgados sobre soportes sin bases de concreto. Este sistema es desmontable y liviano, y los paneles se pueden mover o ajustar manualmente durante las estaciones mientras el agricultor cultiva la tierra. El espacio entre los paneles solares es amplio para reducir la resistencia al viento. [dieciséis]
Algunos diseños de sistemas agrivoltaicos más nuevos utilizan un sistema de seguimiento para optimizar automáticamente la posición de los paneles para mejorar la producción agrícola o la producción de electricidad. [17]
En 2004, Günter Czaloun propuso un sistema de seguimiento fotovoltaico con un sistema de soporte para cables. Los paneles se pueden orientar para mejorar la generación de energía o dar sombra a los cultivos según sea necesario. El primer prototipo se construyó en 2007 en Austria. [18] La empresa REM TEC instaló varias plantas equipadas con sistemas de seguimiento de doble eje en Italia y China. También han desarrollado un sistema equivalente utilizado para invernaderos agrícolas. [ cita necesaria ]
En Francia, las empresas Sun'R y Agrivolta están desarrollando sistemas de seguimiento de un solo eje. Según ellos, sus sistemas se pueden adaptar a las necesidades de la planta. El sistema Sun'R es un sistema de seguimiento del eje este-oeste. Según la empresa, se utilizan modelos complejos de crecimiento de las plantas, previsiones meteorológicas y software de cálculo y optimización. El dispositivo de Agrivolta está equipado con paneles solares orientados al sur que se pueden extraer mediante un sistema deslizante. [ cita necesaria ] Una empresa japonesa también ha desarrollado un sistema de seguimiento para seguir el sol. [19]
En Suiza, la empresa Insolight está desarrollando módulos solares translúcidos con un sistema de seguimiento integrado que permite que los módulos permanezcan estáticos. El módulo utiliza lentes para concentrar la luz en células solares y un sistema dinámico de transmisión de luz para ajustar la cantidad de luz transmitida y adaptarse a las necesidades agrícolas. [20]
La empresa Artigianfer ha desarrollado un invernadero fotovoltaico cuyos paneles solares están instalados sobre persianas móviles. Los paneles pueden seguir el curso del sol a lo largo de un eje este-oeste. [21]
En 2015, Wen Liu, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hefei (China) , propuso un nuevo concepto agrivoltaico: paneles de vidrio curvos cubiertos con una película de polímero dicroítico que transmite selectivamente longitudes de onda azules y rojas, necesarias para la fotosíntesis. Todas las demás longitudes de onda se reflejan y concentran en células solares para generar energía mediante un sistema de seguimiento dual. Los efectos de sombra que surgen de los paneles solares regulares sobre el campo de cultivo se eliminan ya que los cultivos continúan recibiendo la longitud de onda azul y roja necesaria para la fotosíntesis. Se han concedido varios premios a este nuevo tipo de agrivoltaica, entre otros el premio I+D100 en 2017. [22]
La dificultad de tales sistemas es encontrar el modo de operación para mantener el buen equilibrio entre los dos tipos de producción de acuerdo con los objetivos del sistema. Un control preciso de los paneles para adaptar el sombreado a las necesidades de las plantas requiere habilidades agronómicas avanzadas para comprender el desarrollo de las plantas. Los dispositivos experimentales suelen desarrollarse en colaboración con centros de investigación. [ cita necesaria ]
Las posibles nuevas tecnologías fotovoltaicas que dejan pasar los colores de luz que necesitan las plantas interiores, pero utilizan otras longitudes de onda para generar electricidad, algún día podrían tener algún uso futuro en los invernaderos. Existen prototipos de este tipo de invernaderos. [23] [24] Los paneles fotovoltaicos "semitransparentes" utilizados en la energía agrivoltaica aumentan el espacio entre las células solares y utilizan láminas posteriores transparentes que mejoran la producción de alimentos debajo. En esta opción, los paneles fotovoltaicos fijos permiten que el movimiento del sol de este a oeste "rocíe luz solar" sobre las plantas que se encuentran debajo, reduciendo así la "sobreexposición" debida al sol durante todo el día como en los invernaderos transparentes, ya que generan electricidad. arriba. [25]
Quizás el uso más sencillo de la agricultura y la energía fotovoltaica sea permitir que ovejas o vacas [ 26] pasten bajo paneles solares. Las ovejas controlan la vegetación, que de otro modo daría sombra al PV. [27] Las ovejas incluso hacen un trabajo más minucioso que las cortadoras de césped, ya que pueden alcanzar las patas de las estructuras. [27] A cambio, las ovejas o las cabras reciben forraje y un lugar con sombra para descansar. Las ovejas pueden ser más baratas que cortarlas. [28] En general, los operadores de sistemas fotovoltaicos pagan a los pastores para que transporten las ovejas. Los experimentos agrovoltaicos experimentales con ovejas encontraron que la menor masa de forraje disponible en los pastos solares se vio compensada por una mayor calidad del forraje, lo que resultó en una producción de corderos de primavera similar a la de los pastos abiertos. [29] La energía agrivoltaica también se puede utilizar para dar sombra a las vacas. [30] El pastoreo solar es extremadamente popular en los EE. UU. y se ha formado una organización para apoyarlo. [31]
Los paneles solares de la energía agrivoltaica quitan luz y espacio a los cultivos, pero también afectan de otras maneras a los cultivos y a la tierra que cubren. Dos posibles efectos son el agua y el calor.
En los climas de latitud norte, se espera que la agrovoltaica cambie el microclima de los cultivos de manera tanto positiva como negativa sin ningún beneficio neto, reduciendo la calidad al aumentar la humedad y las enfermedades, y requiriendo un mayor gasto en pesticidas, pero mitigando las fluctuaciones de temperatura y, por lo tanto, aumentando los rendimientos. En países con precipitaciones bajas o inestables, altas fluctuaciones de temperatura y menos oportunidades de riego artificial, se espera que estos sistemas afecten beneficiosamente la calidad del microclima. [32]
En experimentos que probaron los niveles de evaporación bajo paneles solares para cultivos resistentes a la sombra, pepinos y lechugas regados mediante riego en un desierto de California , se encontró un ahorro de evaporación del 14% al 29%, [2] y una investigación similar en el desierto de Arizona demostró un ahorro de agua del 50%. para determinados cultivos. [33]
Se realizó un estudio sobre el calor de la tierra, el aire y los cultivos bajo paneles solares durante una temporada de crecimiento. Se descubrió que si bien el aire debajo de los paneles se mantuvo constante, la tierra y las plantas registraron temperaturas más bajas. [2]
El uso dual de la tierra para la agricultura y la producción de energía podría aliviar la competencia por los recursos de la tierra y permitir menos presión para convertir tierras agrícolas o áreas naturales en granjas solares, o para convertir áreas naturales en más tierras agrícolas. [4] Simulaciones iniciales realizadas por Dupraz et al. en 2011, cuando se acuñó por primera vez la palabra "agrivoltaica", calculó que la eficiencia del uso de la tierra puede aumentar entre un 60% y un 70% (principalmente en términos de uso de irradiancia solar). [2] [34] Las oportunidades sociopolíticas centrales de la agrovoltaica incluyen la diversificación de ingresos para los agricultores, mejores relaciones comunitarias y aceptación para los desarrolladores fotovoltaicos, y la demanda de energía y la reducción de emisiones para la población mundial. [3] [35]
Una gran ventaja de la energía agrivoltaica es que puede superar el ismo NIMBY de los sistemas fotovoltaicos, que se ha convertido en un problema. [36] Un estudio de encuesta estadounidense evaluó si el apoyo público al desarrollo solar aumenta cuando la energía y la producción agrícola se combinan en un sistema agrivoltaico y encontró que el 81,8% de los encuestados tendrían más probabilidades de apoyar el desarrollo solar en su comunidad si integrara la producción agrícola. [37] El modelo de Dinesh et al. afirma que el valor de la electricidad generada por energía solar junto con la producción de cultivos tolerantes a la sombra creó un aumento de más del 30% en el valor económico de las granjas que implementaron sistemas agrivoltaicos en lugar de la agricultura convencional. [38] La agrovoltaica puede ser beneficiosa para los cultivos de verano debido al microclima que crean y al efecto secundario del control del flujo de agua y calor. [39] La agrovoltaica es ambientalmente superior a la agricultura convencional o los sistemas fotovoltaicos; Un estudio de análisis del ciclo de vida encontró que el sistema agrivoltaico basado en pastos presenta una sinergia dual que, en consecuencia, produce un 69,3% menos de emisiones de gases de efecto invernadero y demanda un 82,9% menos de energía fósil en comparación con la producción no integrada. [40]
Se ha demostrado un mayor rendimiento de los cultivos en varios cultivos:
Una desventaja que a menudo se cita como factor importante de la energía fotovoltaica en general es la sustitución de tierras agrícolas productoras de alimentos por paneles solares. [52] [32] Las tierras de cultivo son el mismo tipo de tierra en la que los paneles solares son más eficientes. [52] A pesar de permitir que se realice algo de agricultura en la planta de energía solar, la energía agrivoltaica puede ir acompañada de una caída en la producción. [32] [53] Aunque algunos cultivos en algunas situaciones, como la lechuga en California, no parecen verse afectados por la sombra en términos de rendimiento, [2] [52] se sacrificará parte de la tierra para montar estructuras y equipos de sistemas. [32]
La agrovoltaica sólo funcionará bien para plantas que requieran sombra y donde la luz del sol no sea un factor limitante. Los cultivos de sombra representan sólo un pequeño porcentaje de la productividad agrícola. [2] [ necesita una cotización para verificar ] Por ejemplo, a los cultivos de trigo no les va bien en un ambiente con poca luz y no son compatibles con la energía agrivoltaica. [2]
Los invernaderos agrovoltaicos son ineficientes; En un estudio, se simularon invernaderos con la mitad del techo cubierto con paneles, y la producción de cultivos resultante se redujo en un 64% y la productividad de los paneles se redujo en un 84%. [54] [ fuente obsoleta ]
Un estudio identificó barreras para la adopción de la agrovoltaica entre los agricultores que incluyen (i) la certeza deseada de la productividad de la tierra a largo plazo, (ii) el potencial de mercado, (iii) la compensación justa y (iv) la necesidad de flexibilidad del sistema prediseñado para adaptarse a diferentes escalas. tipos de operaciones y cambios en las prácticas agrícolas. [55]
La agrovoltaica requiere una gran inversión, no sólo en paneles solares, sino también en diferente maquinaria agrícola e infraestructura eléctrica. La posibilidad de que la maquinaria agrícola dañe la infraestructura también puede aumentar las primas de seguros en comparación con los paneles solares convencionales. En Alemania, los altos costos crecientes podrían hacer que tales sistemas sean difíciles de financiar para los agricultores basados en préstamos agrícolas convencionales, pero es posible que en el futuro las regulaciones gubernamentales, los cambios de mercado y los subsidios puedan crear un nuevo mercado para los inversores en tales planes, dando potencialmente futuros agricultores oportunidades de financiación completamente diferentes. [32]
Los sistemas fotovoltaicos son tecnológicamente complejos, lo que significa que los agricultores no podrán reparar algunas cosas que pueden averiarse o dañarse, y requieren un grupo suficiente de profesionales. En el caso de Alemania, se espera que el aumento medio de los costes laborales debido a los sistemas agrivoltaicos sea de alrededor del 3%. [32] Permitir que las ovejas pasten entre los paneles solares puede ser una opción atractiva para extraer uso agrícola adicional de los paneles solares convencionales, pero puede que no haya suficientes pastores disponibles. [28]
La sombra producida por los sistemas ubicados encima de los cultivos puede reducir la producción de algunos cultivos, pero dichas pérdidas pueden compensarse con la energía producida. [ cita necesaria ] Varias organizaciones de todo el mundo han instalado muchas parcelas experimentales, pero no se sabe que tales sistemas sean comercialmente viables fuera de China y Japón. [ cita necesaria ]
El factor más importante para la viabilidad económica de la energía agrivoltaica es el coste de instalación de los paneles fotovoltaicos. [ cita necesaria ] Se calcula que en Alemania, subsidiar la generación de electricidad de tales proyectos en un poco más del 300% ( tarifas de alimentación (FIT)) puede hacer que los sistemas agrivoltaicos sean rentables para los inversores y, por lo tanto, pueden ser parte de el futuro mix de generación de electricidad. [ cita necesaria ]
La industria fotovoltaica no puede aprovechar las subvenciones de la PAC europea cuando construye en terrenos agrícolas. [56]
Adolf Goetzberger , fundador del Instituto Fraunhofer en 1981, junto con Armin Zastrow, teorizó en 1982 sobre el doble uso de la tierra cultivable para la producción de energía solar y el cultivo de plantas, lo que abordaría el problema de la competencia por el uso de la tierra cultivable entre los productores de energía solar. y cultivos. [4] [57] El punto de saturación de luz es la cantidad máxima de fotones absorbibles por una especie de planta: más fotones no aumentarán la tasa de fotosíntesis (ver también fotorrespiración ). Reconociendo esto, Akira Nagashima también sugirió combinar sistemas fotovoltaicos (PV) y agricultura para utilizar el exceso de luz, y desarrolló los primeros prototipos en Japón en 2004. [16]
Es posible que el término "agrivoltaico" se haya utilizado por primera vez en una publicación de 2011. [34] El concepto se ha denominado "agrofotovoltaica" en un informe alemán, [58] [59] y en japonés se ha utilizado un término que se traduce como " compartir energía solar " . [16] Instalaciones como los invernaderos fotovoltaicos pueden considerarse sistemas agrivoltaicos.
En Europa, a principios de la década de 2000, se construyeron invernaderos fotovoltaicos experimentales, y parte del techo del invernadero se reemplazó por paneles solares. En Austria, en 2007 se construyó un pequeño sistema agrivoltaico experimental de campo abierto [18] , seguido de dos experimentos en Italia. [60] Luego siguieron experimentos en Francia y Alemania. [61]
En 2004, Günter Czaloun propuso un sistema de seguimiento fotovoltaico con un sistema de soporte para cables. El primer prototipo se construyó en Tirol del Sur en 2007 en una superficie de 0,1 ha. La estructura de cables se encuentra a más de cinco metros de la superficie. En la conferencia Intersolar 2017 en Munich se presentó un nuevo sistema . Esta tecnología puede ser potencialmente menos costosa que otros sistemas de campo abierto porque requiere menos acero. [18]
En 2020 se inició en Bélgica un proyecto piloto que probará si es viable cultivar perales entre paneles solares. [62] En 2021 se instaló un segundo proyecto piloto, que prueba cultivos herbáceos en una rotación de cultivos, comparando un sistema bifacial estático y un sistema de seguimiento de un solo eje. [63]
Agrivolatics ha comenzado en Canadá. [27] Entre una cuarta parte (fotovoltaica bifacial vertical) y más de un tercio (fotovoltaica de seguimiento de un solo eje) de las necesidades de energía eléctrica de Canadá pueden cubrirse únicamente mediante energía agrivoltaica utilizando sólo el 1% de las tierras agrícolas actuales. [64] Se necesitan varias políticas para superar las barreras regulatorias en Alberta [65] y Ontario [66] para apoyar el rápido despliegue de la energía agrivoltaica en Canadá. Se ha formado una organización sin fines de lucro, Agrivoltaics Canada, para que los agricultores de Canadá sigan cultivando. [67] La Ivey Business School organizó la primera conferencia agrivoltaica en Canadá en 2022. [68] La empresa fotovoltaica canadiense Heliene comercializó energía fotovoltaica integrada en invernadero. [69]
En 2017 se construyeron en Chile tres sistemas agrofotovoltaicos de 13 kWp. El objetivo de este proyecto, apoyado por la Región Metropolitana de Santiago, fue estudiar las plantas que pueden beneficiarse del sombreado del sistema agrivoltaico. La electricidad producida se utilizaba para alimentar instalaciones agrícolas: limpieza, envasado y almacenamiento en frío de la producción agrícola e incubadoras de huevos. Uno de los sistemas se instaló en una región con muchos cortes de energía. [70]
Las empresas chinas han desarrollado varios GW de plantas de energía solar que combinan agricultura y producción de energía solar, ya sean invernaderos fotovoltaicos o instalaciones en campo abierto.
Desde hace 30 años, el Grupo Elion intenta luchar contra la desertificación en la región de Kubuqi. [71] Entre las técnicas utilizadas, se instalaron sistemas agrivoltaicos para proteger los cultivos y producir electricidad. [ cita necesaria ] Wan You-Bao recibió una patente en 2007 para equipos de sistemas de sombra para proteger cultivos en el desierto. Las cortinas están equipadas con paneles solares. [72]
En 2017 se instaló una estructura con una central eléctrica de campo abierto de 500 kWp cerca de Virovitica-Podravina . Los estudios agronómicos cuentan con el apoyo de la Universidad de Osijek y la Escuela de Ingeniería Agrícola de Slatina . La producción de electricidad se utiliza para el sistema de riego y maquinaria agrícola. Al principio, los cultivos que requieran sombra se probarán bajo el dispositivo. [ cita necesaria ]
El Departamento de Agronomía de la Universidad de Aarhus lanzó un proyecto de estudio sobre sistemas agrivoltaicos en huertos en 2014. [73] En 2023, la universidad estimó que Europa podría albergar 51 TW de capacidad agrivoltaica, generando 71.500 TWh de electricidad al año (25 veces más que la potencia actual). demanda). [74]
Desde principios de los años 2000, en Francia se construyen de forma experimental invernaderos fotovoltaicos. La empresa Akuo Energy desarrolla su concepto de agrinergie desde 2007. Sus primeras centrales eléctricas consistían en alternancia de cultivos y paneles solares. Las nuevas centrales eléctricas son invernaderos. [ cita necesaria ] En 2017, la empresa Tenergie inició el despliegue de invernaderos fotovoltaicos con una arquitectura que difunde la luz para reducir los contrastes entre las bandas de luz y las bandas de sombra creadas por los paneles solares. [75]
Desde 2009, el INRA , el IRSTEA y el Sun'R trabajan en el programa Sun'Agri. [76] Un primer prototipo instalado sobre el terreno con paneles fijos se construyó en 2009 sobre una superficie de 0,1 ha en Montpellier . [77] Otros prototipos con paneles móviles de 1 eje se construyeron en 2014 [77] y 2017. El objetivo de estos estudios es gestionar el microclima recibido por las plantas y producir electricidad, optimizando la posición de los paneles. y estudiar cómo se distribuye la radiación entre cultivos y paneles solares. La primera planta agrivoltaica en campo abierto de Sun'R se construye en la primavera de 2018 en Tresserre, en los Pirineos Orientales . Esta planta tiene una potencia de 2,2 MWp instalada en 4,5 ha de viñedo. Evaluará, a gran escala y en condiciones reales, el rendimiento del sistema Sun'Agri en los viñedos. [78]
En 2016, la empresa Agrivolta se especializó en la agrovoltaica. [79] Después de un primer prototipo construido en 2017 en Aix-en-Provence , Agrivolta implementó su sistema en una parcela del Instituto Nacional de Investigación de Horticultura (Astredhor) en Hyères . [80] Agrivolta ganó varios premios de innovación [81] Agrivolta presentó su tecnología en el CES de Las Vegas en 2018. [82]
En 2011, el Instituto Fraunhofer ISE comenzó a investigar en agrovoltaica. La investigación continúa con el proyecto APV-Resola, que comenzó en 2015 y estaba previsto que finalizara en 2020. En 2016, Hilber Solar (hoy AgroSolar Europe ) [83] debía construir un primer prototipo de 194,4 kWp en un terreno de 0,5 ha perteneciente a la cooperativa Hofgemeinschaft Heggelbach en Herdwangen . [84] A partir de 2015, la generación de energía fotovoltaica todavía no es económicamente viable en Alemania sin subsidios FIT gubernamentales. [32] A partir de 2021, las FIT no están disponibles en Alemania para sistemas agrovoltaicos. [56]
La Universidad Amity de Noida , en el norte de la India, está estudiando proyectos para sitios aislados . [85] Un estudio publicado en 2017 analizó el potencial de la energía agrivoltaica para los viñedos en la India. El sistema agrivoltaico estudiado en este artículo consiste en paneles solares intercalados entre cultivos para limitar la sombra de las plantas. Este estudio afirmó que el sistema podría aumentar los ingresos (no las ganancias) de los agricultores indios en un área específica en un 1500% (ignorando los costos de inversión). [2] [86]
En diciembre de 2021, el Aeropuerto Internacional de Cochin Limited, con el cultivo agrivoltaico del aeropuerto ampliado a 20 acres, se convirtió en el más grande de su tipo en el país [87]
El Instituto de Investigación MIGAL Galilea (מרכז ידע גליל עליון) [88] es líder en el ámbito de la agrivoltaica en Israel. El instituto estableció un centro de conocimiento sobre tecnologías agrivoltaicas y dos conferencias anuales APV en Israel. [89] [90] La conferencia se lleva a cabo en colaboración con muchos organismos distinguidos de Israel y de todo el mundo.
Más allá de las actividades en curso, el Ministerio de Energía ha otorgado financiación para docenas de pilotos agrovoltaicos [91] en Israel con el fin de alcanzar los objetivos de la conferencia COP27, y MIGAL ha llevado a cabo muchos de estos pilotos, especialmente porque Israel es el único país que investiga y promueve el campo de la Agrivoltaica a escala nacional y con apoyo gubernamental. [92] [93]
En 2009 y 2011 se instalaron sistemas agrivoltaicos con paneles fijos sobre los viñedos. Los experimentos mostraron una ligera disminución del rendimiento y cosechas tardías. [60] [94]
En 2009 la empresa italiana REM TEC desarrolló un sistema de seguimiento solar de doble eje. En 2011 y 2012, REM TEC construyó varios MW de plantas de energía agrivoltaica en campo abierto. [95] [96] [97] Los paneles solares se instalan a 5 m del suelo para operar maquinaria agrícola. La sombra debida a la cobertura de los paneles fotovoltaicos afirmó ser inferior al 15%, para minimizar su efecto sobre los cultivos. La empresa se anuncia como la primera en ofrecer "sistemas automatizados de redes de sombra integradas en la estructura de soporte". [98] REM TEC también ha diseñado un sistema de seguimiento solar de doble eje integrado en la estructura del invernadero. Según el sitio web de la empresa, el control de la posición de los paneles solares optimizaría el microclima del invernadero. [99]
Más recientemente, la Agencia Nacional Italiana para Nuevas Tecnologías, Energía y Desarrollo Económico Sostenible ( ENEA ) lanzó la red nacional para sistemas agrivoltaicos sostenibles [100] como parte de la misión "Revolución verde y transición ecológica" del Plan Nacional de Recuperación y Resiliencia. Según un estudio realizado por ENEA y la Università Cattolica del Sacro Cuore, los resultados económicos y medioambientales de los sistemas agrivoltaicos son similares a los de las plantas fotovoltaicas terrestres. El objetivo de ENEA es incrementar la potencia instalada en 30GW. Para ENEA, el 0,32% de los campos agrícolas italianos deben estar cubiertos por sistemas fotovoltaicos para alcanzar el 50% de los objetivos del plan energético nacional. [101]
Japón fue el primer país en desarrollar la energía agrivoltaica en campo abierto cuando, en 2004, Akira Nagashima desarrolló una estructura desmontable que probó en varios cultivos. Las estructuras removibles permiten a los agricultores retirar o mover instalaciones según la rotación de cultivos y sus necesidades. [16] Desde entonces se han construido varias instalaciones de mayor tamaño, con estructuras permanentes y sistemas dinámicos, y con capacidades de varios MW. [19] [102] [103] Una central eléctrica de 35 MW, instalada en 54 ha, entró en funcionamiento en 2018. Consiste en paneles a dos metros del suelo en su punto más bajo, montados sobre pilotes de acero sobre una base de hormigón. La tasa de sombra de esta planta es superior al 50%, un valor superior al 30% de sombra que suele encontrarse en los sistemas de Nagashima. Debajo de los paneles, los agricultores cultivarán ginseng , ashitaba y cilantro en túneles de plástico; Se seleccionó el ginseng porque requiere una forma profunda. El área se utilizaba anteriormente para cultivar césped para campos de golf, pero debido a que el golf se volvió menos popular en Japón, las tierras agrícolas habían comenzado a ser abandonadas. [104] En 2013 se licitó una propuesta para construir una planta de energía solar de 480 MW en la isla de Ukujima, parte de la cual sería agrivoltaica. Se suponía que la construcción comenzaría en 2019. [105]
Para obtener permiso para explotar paneles solares en cultivos, la ley japonesa exige que los agricultores mantengan al menos el 80% de la producción agrícola. Los agricultores deben retirar los paneles si el municipio descubre que están dando sombra a demasiadas tierras de cultivo. Al mismo tiempo, el gobierno japonés otorga altos subsidios, conocidos como FIT, para la producción local de energía, lo que permite a los propietarios de tierras, utilizando sistemas bastante endebles y livianos, generar muchos más ingresos a partir de la producción de energía que de la agricultura. [dieciséis]
En Malasia, Cypark Resources Berhad (Cypark), el mayor desarrollador de proyectos de energía renovable de Malasia, había encargado en 2014 la primera granja solar fotovoltaica agrícola integrada (AIPV) de Malasia en Kuala Perlis . El AIPV combina una instalación solar de 1 MW con actividades agrícolas en 5 acres de terreno. La AIPV produce, entre otros, melones, chiles y pepinos que se venden en el mercado local. [ cita necesaria ]
Posteriormente, Cypark desarrolló otras cuatro granjas solares integradas con actividades agrícolas: 6MW en Kuala Perlis con cría de ovejas y cabras, 425KW en Pengkalan Hulu con hortalizas locales, y 4MW en Jelebu y 11MW en Tanah Merah con ovejas y cabras. [ cita necesaria ]
La Universiti Putra Malaysia , especializada en agronomía , lanzó experimentos en 2015 en plantaciones de Orthosiphon stamineus , una hierba medicinal a menudo llamada té de Java en inglés. Se trata de una estructura fija instalada sobre una superficie experimental de aproximadamente 0,4 ha. [106]
Agrivoltaic es una de las soluciones estudiadas para aumentar la participación de las energías renovables en la combinación energética de Corea. [ cita necesaria ] El gobierno de Corea del Sur ha adoptado el Plan 3020 para la política energética, con el objetivo de que el 20% del suministro de energía se base en recursos renovables para 2030, [107] frente al 5% en 2017. [ cita necesaria ] En 2019 La Asociación Agrivoltaica de Corea se estableció para promover y desarrollar la industria agrovoltaica de Corea del Sur. [108] SolarFarm.Ltd construyó la primera planta de energía agrivoltaica en Corea del Sur en 2016 y ha producido arroz. [109]
Corea del Sur tiene muy poca tierra agrícola en comparación con la mayoría de los países. [ cita necesaria ] Las leyes nacionales de zonificación, llamadas regulaciones de separación, hicieron ilegal la construcción de granjas solares cerca de carreteras o áreas residenciales, pero significaron que las granjas solares debían instalarse en laderas de montañas que de otro modo serían improductivas, donde eran de difícil acceso y han sido destruidas durante tormentas. En 2017 se revisaron las reglas de separación, lo que permitió a los condados formular sus propias regulaciones. Desde entonces se han instalado varias plantas agrivoltaicas. La expansión de las plantas fotovoltaicas en el campo ha enfurecido a los residentes locales y ha provocado numerosas protestas, ya que los paneles se consideran una monstruosidad y la gente teme la contaminación por los materiales tóxicos utilizados en los paneles o el peligro de las "ondas electromagnéticas". La resistencia de los lugareños descontentos a la industria ha dado lugar a innumerables batallas legales en todo el país. Kim Chang-han, secretario ejecutivo de la Asociación Agrivoltaica de Corea, afirma que los problemas en la industria son causados por "noticias falsas". [107]
El Instituto Fraunhofer alemán afirmó en 2021 que el gobierno de Corea del Sur planea construir 100.000 sistemas agrivoltaicos en granjas como provisión de jubilación para los agricultores. [56]
SolAgra está interesada en el concepto en colaboración con el Departamento de Agronomía de la Universidad de California en Davis . Se está construyendo una primera central eléctrica de 0,4 ha. Como control se utiliza una superficie de 2,8 ha. Se estudian varios tipos de cultivos: alfalfa , sorgo , lechuga, espinacas, remolacha, zanahoria, acelgas, rábanos, patatas, rúcula , menta, nabos, col rizada , perejil, cilantro, judías, guisantes, chalotas y mostaza. [110] También se estudian proyectos para sitios aislados. [111] Las universidades están estudiando el concepto: el proyecto Biosphere 2 de la Universidad de Arizona , [112] el proyecto de la Escuela de Agricultura de Stockbridge ( Universidad de Massachusetts en Amherst ). [113] Jack's Solar Garden en Colorado cultiva hortalizas bajo una serie de 3.200 paneles solares. [114]
Savion, filial de Shell , recibió la aprobación en 2024 para su proyecto solar Oak Run de 6.050 acres, 1.000 millones de dólares y 800 megavatios en el condado de Madison, Ohio. [5]
Fraunhofer ISE ha implementado su sistema agrivoltaico en una granja camaronera ubicada en la provincia de Bạc Liêu en el delta del Mekong . Según este instituto, los resultados de su proyecto piloto indican que el consumo de agua se ha reducido en un 75%. Su sistema podría ofrecer otros beneficios, como sombra para los trabajadores, así como una temperatura del agua más baja y estable para un mejor crecimiento del camarón . [115]
Portugal es un país con buenas características climáticas de producción solar, en términos financieros, productivos y medioambientales. En [3] se presenta un estudio que ha concluido que combinar la agricultura con sistemas fotovoltaicos puede ser muy beneficioso desde el punto de vista de la producción energética y financiero. A pesar del considerable coste de la inversión inicial, el tiempo de recuperación no supera los 5 años, utilizando tecnologías tradicionales. Se concluye que Agri-PV vale más que solo PV o solo producciones agrícolas, verificado por un Ratio Equivalente de Tierra (LER) superior a 1. Cuando la fusión es beneficiosa, el valor de LER es superior a 1, lo que muestra, en términos de producción, que el rendimiento aumentará.
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