Tecnología agrícola controlada por energía fotovoltaica para zonas no electrificadas

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Científicos de la Universidad Tecnológica Netaji Subhas de la India han desarrollado una tecnología de agricultura protegida y controlada por el entorno (PECFT) basada en la energía fotovoltaica para explotaciones situadas en zonas remotas sin conexión a la red eléctrica.

“Nuestra solución podría utilizarse en todas las ubicaciones geográficas, aunque está diseñada específicamente para personas con bajos ingresos”, explica a pv magazine la autora principal de la investigación, Anuradha Tomar. “Podría ayudar a salvar la brecha en las aplicaciones agrícolas de bajo presupuesto como un paquete unificado para el triple uso simultáneo de la tierra para mejorar la alimentación, el rendimiento energético fotovoltaico y la gestión del sector agrícola con acceso limitado al agua”.

En el artículo “Sustainable photovoltaic based protective environment controlled farming technology as economy boosters for agro-sectors” (La tecnología fotovoltaica sostenible basada en la agricultura de protección controlada por el medio ambiente como impulsora de la economía de los sectores agrícolas), publicado en Smart Agricultural Technology, los investigadores afirman que la característica clave del sistema propuesto es el control del microclima, que se consigue teniendo en cuenta múltiples parámetros ambientales como la temperatura, la humedad, la fotosíntesis, el CO2, el nivel de humedad, la ventilación, el riego y la fertirrigación.

El prototipo del sistema mide 2.400 mm × 1.700 mm × 2.365 mm, tiene capacidad para 24-28 plantas y un volumen total de 5,57 m3.

Consta de una carcasa que los investigadores denominaron hardware de módulo complementario (AOMH), un panel solar, una batería, convertidores CC-CC reductores, dispositivos de alimentación del sistema, automatización y elementos sensores. Para el control climático, también incluye una bomba de agua, un ventilador para la asimilación de CO2, nebulizadores de aspersión y solenoides de riego por goteo. El panel fotovoltaico tiene una lámina de vidrio como refractor y reflector. Proporciona energía para una baja captación de calor, control de temperatura y generación de energía.

“Para garantizar una fotosíntesis suficiente en el rango de color de la radiación de onda corta (longitud de onda 400-700 nm), la generación de energía fotovoltaica (700 nm-1 mm), la energía térmica neta (suma de la radiada, refractada, convicta y conductiva) hacia el interior del PV_PECF y la radiación de onda larga saliente, la energía del suelo y las plantas debe ajustarse siempre de forma dinámica según las necesidades del cultivo”, explican los científicos.

El ajuste se lleva a cabo mediante un modelo basado en el índice de monitorización del estado de equilibrio energético (E2SMI), que, según se informa, inicia la acción de carga adecuada en el punto de activación óptimo. “Se intenta contrarrestar adecuadamente el impacto de las variaciones meteorológicas externas no lineales”, subrayaron. “Favorece un ahorro energético suficiente en el proceso de climatización interior y aumenta así el retorno de la inversión (ROI)”.

El grupo indio validó esta configuración del sistema para un ciclo completo de cultivo de tomates y comparó estos resultados con los de un ciclo de referencia de cultivo en campo abierto. “El índice de área foliar (LAI) se observa entre 1,44 y 1,58 veces mayor que en campo abierto y el ROI aumenta un 9,24%”, explica además. “El AOMH integrado en el MPPT podría proporcionar una ganancia energética adicional combinada media del 10,32% en comparación con uno sin módulo AOMH”.

Los investigadores concluyeron diciendo que el ROI podría mejorarse aún más en sistemas proporcionalmente más grandes. “Los parámetros/valores de referencia considerados para el trabajo presentado son valores iniciales con los que empezar y, por tanto, necesitan un ajuste fino basado en el rendimiento de los cultivos y la experiencia en un futuro próximo”, señalaron.

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