Se puede afirmar que la agricultura y la energía renovable han trabajado juntas durante más de quince siglos, desde que los antiguos persas comenzaron a usar molinos de viento para bombear agua y moler grano.

Hoy, en el medio oeste de los EE. UU., se puede ver campos de maíz que comparten grandes superficies con aerogeneradores de varios MW de potencia, que producen efectos de sombra mínimos en los cultivos, a la vez que ofrecen importantes mejoras en la red eléctrica y aportan ingresos adicionales a los agricultores.

Investigadores en Baden-Württemberg, una región en el sur de Alemania, están buscando formas de aumentar la producción de energía sostenible en un área donde la velocidad del viento es relativamente lenta, lo que hace que la energía solar sea la tecnología de generación eléctrica preferida.

 Pero las plantas necesitan la luz solar tanto como los paneles fotovoltaicos, por lo que los ingenieros están trabajando en una matriz solar elevada que alimenta las necesidades energéticas de la sociedad: biológicas y tecnológicas.

PROYECTO PILOTO

En un proyecto piloto conocido como Agrofotovoltaica - Uso eficiente de la tierra con recursos (APV-RESOLA), los ingenieros del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar diseñaron y construyeron una matriz solar elevada de 194 kilovatios en una sección de tierras de cultivo de una tercera parte.  Una sección adyacente de la granja permanece inalterada para servir como control.

En un estudio de tres años, los investigadores de la Universidad de Hohemhein están evaluando la calidad y el rendimiento de los cultivos tanto en el campo experimental como en el de control.

Los agricultores esperan generar electricidad apreciable a la vez que mantienen los niveles de producción de cultivos al nivel del 80%.

En un campo que cultiva trigo, papas, trébol y apio, los paneles solares se montan a cinco metros del suelo para permitir el despeje de los equipos agrícolas. El almacenamiento adicional aumenta el precio de la matriz, que, según los investigadores, está a la par con el costo (por vatio) de un pequeño conjunto residencial en la azotea. Eso es obviamente más que el costo nivelado de una granja fotovoltaica tradicional, pero la compensación aumenta la eficiencia general de la tierra en un 60%.

Los primeros resultados muestran que la matriz fotovoltaica disminuye los rendimientos de los cultivos en un 5% a un 20%, dependiendo del cultivo. Clover sufrió el menor impacto al 5%, mientras que el trigo, las papas y el apio perdieron casi el 20% de su producción. Teniendo en cuenta el hecho de que casi el 40% del maíz cultivado en los EE. UU. Se convierte en combustible de etanol, eso no parece una mala compensación.

MODULOS FV BIFACIALES

Los paneles fotovoltaicos bifaciales permiten que la granja solar capture los rayos directamente desde arriba y capture la luz reflejada desde abajo. En el invierno, el suelo cubierto de nieve refleja tanta luz que la matriz FV bifacial puede generar hasta un 25% más de energía que una matriz solar de un sólo lado. (También ayuda que los paneles fotovoltaicos sean más eficientes en climas fríos).

En su primer año de funcionamiento, la matriz solar generó casi 250 MWh de electricidad. Alrededor del 40% de esa energía se utilizó para cargar el equipo de la granja eléctrica; el resto accionó el resto de la operación de la granja. El estudio piloto no incluye el almacenamiento de energía en el sitio, por lo que cada vez que la producción excede la demanda, el excedente va a la red.

Aquí hay un par de videos que hablan sobre el proyecto en general y algunos de los detalles de la construcción:

Los cultivos y kilovatios son esenciales para la sociedad. Estos ingenieros y científicos están demostrando que los dos pueden trabajar juntos para un futuro sostenible y agradable.