Los sistemas agrovoltaicos, en los que las instalaciones solares fotovoltaicas se ubican junto con la producción de cultivos o forraje, pueden aliviar la tensión entre la expansión del desarrollo solar y la pérdida de tierras agrícolas. Sin embargo, aún no se conocen bien las ramificaciones ecológicas de estas instalaciones.
La agrovoltaica aporta notables beneficios, como la creación de microclimas para los cultivos, la sombra para los animales de pastoreo, la mejora de la calidad del forraje y el aumento de los ingresos y la estabilidad de los ingresos de los agricultores. Aunque la instalación de paneles solares tradicionales tiende a aumentar la compactación del suelo, reducir el contenido de carbono y nutrientes del suelo y disminuir la retención de agua, se puede tener cuidado durante la fase de instalación para minimizar los impactos sobre el suelo y la vegetación. Las instalaciones solares agrovoltaicas pueden mantener mejor servicios ecosistémicos cruciales como el almacenamiento de carbono, la retención de agua y la calidad del hábitat.
Un nuevo informe de la Universidad Estatal de Colorado ha utilizado mediciones sobre el terreno y un modelo hidráulico de plantas para cuantificar el ciclo carbono-agua en una pradera perenne semiárida situada bajo una instalación solar de seguimiento de un solo eje en el Estado de las Montañas Rocosas.
Aunque el campo solar reduce la disponibilidad de luz en un 38% durante el día, la fotosíntesis y la productividad primaria sobre el suelo se redujeron sólo en un 6-7%, mientras que la evapotranspiración o evaporación del agua del suelo a la atmósfera disminuyó sólo en un 1,3%.
Estos cambios mínimos en el ciclo carbono-agua se produjeron en gran medida porque los rasgos fotosintéticos de las plantas de muestra bajo los paneles cambiaron para aprovechar el entorno de sombreado dinámico.
Los resultados de las pruebas indican que los sistemas agrovoltaicos pueden ser una forma escalable de ampliar la producción de energía solar manteniendo al mismo tiempo la función del ecosistema en praderas gestionadas, especialmente en climas donde el agua escasea en comparación con la luz solar.
Los sistemas agrovoltaicos son prometedores en regiones con escasez de agua, como el oeste de Estados Unidos, debido a su capacidad para moderar los ambientes térmicos y reducir el consumo de agua de las plantas y la evaporación del suelo. Según el informe de la CSU, las praderas semiáridas y áridas son un emplazamiento favorable para este tipo de sistemas por su vegetación de baja estatura y su topografía relativamente llana.
Estados Unidos alberga cerca de 40 millones de acres de praderas para la producción de heno y forraje no derivado de laalfalfa. Se calcula que se necesitan cerca de 10 millones de acres de sistemas fotovoltaicos de alta densidad para alcanzar los objetivos estatales de descarbonización en 2050. Así, el informe señala que los pastizales gestionados tienen el potencial de albergar una cantidad cada vez mayor de sistemas agrovoltaicos colocados a una escala significativa, al tiempo que aumentan la eficiencia del uso de la tierra.
Sin embargo, el informe de la CSU afirma que aún existen ciertas incógnitas sobre las repercusiones a largo plazo de los sistemas agrovoltaicos, como el grado en que la reducción de la disponibilidad de luz limitará la fotosíntesis de las plantas y, por tanto, la producción de forraje.
La retención de agua en las praderas agrovoltaicas también podría traducirse en una mayor resistencia del ecosistema a fenómenos meteorológicos extremos como sequías u olas de calor.
En general, sigue habiendo muchas incertidumbres sobre el microclima altamente dinámico de las zonas agrovoltaicas, las respuestas fisiológicas de las plantas a la variabilidad del microclima y el impacto de las instalaciones solares en los ciclos del carbono y el agua a escala de décadas.
El huerto solar de Jack
En EE.UU., donde el estudio de la CSU se llevó a cabo en el primer proyecto agrivoltaico ampliamente estudiado, Jack’s Solar Garden, un campo solar de 1,2 MW y 3,5 acres en Longmount, Colorado, con nuevos cultivos debajo desde 2020, sólo se han realizado estudios en los últimos años.
La adopción generalizada de la agrivoltaica en praderas gestionadas dependerá, en parte, del grado en que pueda mantenerse la función del ecosistema dentro del conjunto a pesar de la reducción de la disponibilidad de luz.
En el Huerto Solar de Jack, el estudio de la CSU utilizó la hidráulica de las plantas y la hidrología del suelo para simular el crecimiento de las praderas y los flujos horarios de carbono-agua durante un periodo de tiempo previsto de 23 años. Utilizando paneles de seguimiento de un solo eje, la hierba de pasto bromo liso común crece por debajo y entre los paneles solares en hileras espaciadas de 17 pies.
El modelo CSU se midió con rasgos de la planta y se impulsó mediante una combinación de datos meteorológicos medidos y derivados de reanálisis. El grupo de estudio dividió el sistema agrivoltaico en cuatro ubicaciones:
- Las zonas situadas bajo los bordes oriental y occidental del campo solar reciben precipitaciones adicionales procedentes de la escorrentía de los paneles, y experimentan plena luz solar por la mañana y por la tarde, respectivamente.
- Las ubicaciones entre las filas de paneles experimentan un microclima similar al de una pradera no fotovoltaica (con la excepción de una ligera sombra por la mañana y por la tarde).
- Los lugares situados directamente bajo los paneles solares están en su mayoría a la sombra y reciben menos precipitaciones directas. El grupo de la CSU comparó estas ubicaciones dentro de los paneles con una parcela de control situada a 10 metros de distancia, con una composición de la vegetación y un historial de gestión similares, pero sin la influencia de los paneles solares.
Es probable que el impacto de la agrivoltaica en la función de los pastizales varíe según el clima y las especies. Según el estudio, mientras que en los ecosistemas de humedad más moderada se suelen observar reducciones de la productividad, en las regiones más secas el crecimiento de las plantas con paneles solares puede aumentar debido a la mayor limitación de agua en esos entornos.
El estudio de la CSU se llevó a cabo con gramíneas de tipo C3, un tipo de hierba de estación fría que se encuentra en entornos de temperaturas más bajas y menos requerimientos de luz solar, con gran retención de humedad y alta resistencia a las heladas. Los futuros estudios del grupo se centrarán en parcelas de césped C4, que es un tipo de hierba de ambiente más cálido, con un alto factor de luminosidad y menores necesidades de humedad.
El informe ha sido dirigido por Steven A. Kannenberg, de la Universidad de Virginia Occidental, con la participación de Matthew Sturchio y Alan K. Knapp, de la Universidad Estatal de Colorado, y Martín Venturas, de la Universidad Politécnica de Madrid.
Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.