Algunas ideas emergen de la noche a la mañana, mientras que otras se arraigan más lentamente, a la espera de las condiciones correctas para prosperar.
Agrovoltaics es un sistema de paneles solares y cultivos alimenticios que coexisten en la misma parcela, que pertenece a esta última categoría. Adolf Gotzberg Adolf Goetzberger, fundador del Instituto Fraunhofer para sistemas solares, y Amin Zastro (Armin Zastrow), fueron pioneros en este concepto en 1981. En ese momento, la energía fotovoltaica era costosa y rara vez se veían computadoras. Así que estudiaron las ecuaciones para sistemas de doble uso en la calculadora de bolsillo programable y publicaron un papel llamado Kartoffeln Unterm Kollektor (la patata bajo el panel)-Adolf Gotzberg más tarde señaló que se trataba de una razón muy fácil de aceptar,
Porque las patatas crecen mejor en un poco de sombra. 35 años después, el mundo parece estar listo para sus ideas. Desde 2010, el precio de los paneles solares se ha desplomado en más de un 50%-muchos agricultores encuentran que es más lucrativo cultivar cultivos bajo enormes arsenales solares. Para cualquier agricultor, este cambio es de importancia económica.
Pero ha ido construyendo gradualmente un juego que podría socavar la seguridad alimentaria mundial. Agrovoltaics es una forma de salir de los problemas. Es decir, si puede satisfacer el voraz apetito del mundo por la comida y la energía. Hay una pregunta clave: ¿pueden los agricultores obtener la misma producción de alimentos bajo paneles solares?
Un número creciente de estudios han demostrado que pueden hacerlo. Demasiadas sombras pueden dañar los cultivos, muy poco daño a la electricidad.
El espaciado adecuado entre los paneles solares y la inclinación de la matriz son claves para obtener la combinación correcta de potencia y producción de cultivos. En 2010, Christian Dupraz y sus colegas del Instituto Nacional de agricultura de Francia establecieron la primera granja de investigación agrícola cerca de Montpellier. Plantaron dos cosechas en suficiente luz solar, mientras que la otra usaba una matriz de densidad fotovoltaica estándar-una batería que generó la mayor cantidad de electricidad.
Las cosechas de la tercera estación crecen debajo de un arsenal de la mitad-densidad, que permite que más luz pase a través de los paneles solares. Al final de las tres temporadas de crecimiento, los cultivos plantados bajo paneles de densidad completa han perdido casi el 50% de su productividad. Esto no es particularmente sorprendente.
Vale la pena notar que las plantas bajo la placa de media densidad son tan prolíficas e incluso más que las plantas bajo pleno sol. Por ejemplo, el investigador Hélènemarrou explica que la lechuga se adapta a la luz baja aumentando el tamaño de la hoja. Ella también escribió en un papel 2013 que en un mundo más caliente, el abastecimiento de agua podría estar en la fuente corta, y las plantas sombreadas bajo paneles solares podrían reducir la demanda para el agua. "Hemos demostrado en este experimento que el uso de JcJ (sistemas de energía fotovoltaica) para cubrir los cultivos de hortalizas de regadío puede ahorrar de 14% a 29% de agua de evaporación, dependiendo del nivel de sombra producido y el cultivo de cultivos.
' Un exceso de sombreado puede dañar los cultivos, muy poco daño a la generación de electricidad.
El espaciado adecuado entre los paneles solares y la inclinación de la matriz son claves para obtener la combinación correcta de potencia y producción de cultivos. Sobre la base de los hallazgos de la investigación francesa, investigadores alemanes en el Instituto Fraunhofer-Adolf Gotzberg (Adolf Goetzberger)-han empezado a discutir la viabilidad de las operaciones agrícolas a gran escala. En un tercio de hectáreas de tierras de cultivo cerca del lago Constanza, Alemania, instalaron 720 paneles solares de doble cara-lo que significa que podrían capturar la luz desde arriba y abajo.
En Francia, sin embargo, sus monturas de panel son altas desde el suelo, lo que permite que la mayoría de la luz del día para llegar a los cultivos y el movimiento de grandes equipos agrícolas bajo la matriz. En septiembre de 2016, los investigadores conectaron la planta de prueba solar a la red y sembraron el trigo de invierno, el apio, las patatas y el trébol bajo el arsenal.
Después del primer año, la producción total de alimentos y electricidad fue 60% más alta que la comida y la electricidad cosechada cada dos metros cuadrados. Comparado al trébol que crece en el sol, el trébol es el mejor, y la productividad cae por solamente cerca de 5%. Los rendimientos de las patatas, el trigo y el apio se han reducido en un 19% en comparación con las parcelas de ensayo sin paneles solares. Benedikt Klotz, un asistente estudiantil en el Instituto Fraunhofer, explicó: ' la generación de energía en general va mucho más allá de las pérdidas agrícolas.
' Estos paneles proporcionan energía suficiente para potenciar hasta 62 viviendas al año; Klotz dijo que el objetivo es mejorar este objetivo en el futuro. El programa piloto de investigación duró tres años. "En última instancia, queremos llevar a APV (Agrophotovoltaics) a la fase de preparación de la industria de la construcción a gran escala.
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Asumiendo que toda la lechuga cultivada en los Estados Unidos se transforma en un sistema fotovoltaico agrícola, podría aumentar la capacidad instalada entera del país por un doblez. ¿Qué tan grande es esto? Este es un problema reciente resuelto por el Instituto de investigación modelo. Por ejemplo, Joshua Pearce, un ingeniero de la Universidad técnica de Michigan, se preguntó qué pasaría si se instalaran paneles solares en una granja de uva en la India. Teniendo en cuenta la sombra de las uvas, él y sus colegas crearon un modelo de computadora tecno-económica, insertando números, y encontraron que el valor económico de las granjas de uva indias podría aumentarse en más de 15 veces en comparación con la agricultura tradicional-la producción de uva no disminuyó.
Si este doble uso de la tierra ocurre en la India, entonces la generación de energía puede ser suficiente para alimentar a 15 millones personas. Pearce y sus colegas también estudiaron el cultivo de lechuga en los Estados Unidos. Asumiendo que toda la producción de lechuga en los Estados Unidos se convierte en sistemas agrícolas, la generación de energía fotovoltaica puede aumentar de 40 a 70.000 MW.
