Investigadores de la Universidad de Exeter (Reino Unido) han simulado una granja agrovoltaica de 1 GW para la producción de hidrógeno en Australia, California, China, Nigeria y España, y han descubierto que los tomates podrían ser el cultivo más adecuado para instalarse bajo los paneles solares.
«Producir hidrógeno con agrovoltaica sería técnica y económicamente viable también por debajo del umbral de 1 GW», declaró a pv magazine la autora principal de la investigación, Aritra Gosh. «No se empleó esta escala debido a un requisito de economía de escala, aunque la combinación propuesta puede beneficiarse de ello. Seleccionamos esta capacidad para proporcionar un punto de referencia claro y comprensible para las partes interesadas de la industria y el gobierno, facilitando las comparaciones con otros proyectos de energía renovable a gran escala. También podrían ser viables proyectos de menor escala o conectados a la red».
En el estudio «Analysis of large-scale (1GW) off-grid agrivoltaic solar farm for hydrogen-powered fuel cell electric vehicle (HFCEV) charging station» (Análisis de un parque solar agrovoltaico fuera de la red a gran escala (1 GW) para una estación de carga de vehículos eléctricos con pilas de combustible de hidrógeno), publicado en Energy Conversion and Management, Gosh y sus colegas explicaron que se prevé que las cinco ubicaciones seleccionadas tengan una elevada demanda de repostaje de hidrógeno. En concreto, eligieron zonas cercanas a ciudades y carreteras principales para evitar costes adicionales en el transporte del hidrógeno.
La configuración del proyecto propuesto incluye una instalación agrovoltaica fuera de la red de 1 GW, 300 electrolizadores de membrana de intercambio protónico (PEM, por sus iniciales en inglés), sistemas de conversión, compresores y sistemas de almacenamiento para abastecer de hidrógeno a vehículos de pila eléctrica de combustible (FCEV). El sistema de repostaje de hidrógeno consta de tanques de almacenamiento de alta presión, una estación de repostaje de hidrógeno y la demanda de repostaje de los vehículos.
Esquema del sistema propuesto.
Imagen: Universidad de Exeter, Conversión y Gestión de la Energía, Licencia común CC BY 4.0
Para la instalación agrovoltaica se utilizaron 2.272.752 módulos solares monocristalinos bifaciales con una potencia de 440 W cada uno y 200 inversores con una potencia nominal de 500 kW cada uno. Los paneles se desplegaron con un ángulo de inclinación de 20 grados y ocuparon una superficie de 5.095.083 m2. «Además del sistema fotovoltaico agrovoltaico, se ha diseñado y simulado en PVsyst un sistema solar fotovoltaico de montaje en suelo para facilitar el cálculo del coeficiente de superficie equivalente (LER) de cada emplazamiento», declaran los científicos. El LER es un método utilizado para medir la eficiencia del uso del suelo en la producción simultánea de cultivos y electricidad.
El análisis tecnoeconómico consideró 125 configuraciones de emplazamientos y tuvo en cuenta el valor actual neto (VAN), la tasa interna de rentabilidad (TIR), el beneficio total, el tiempo de amortización simple, el capex, el opex y el coste nivelado del hidrógeno (LCOH). Según los informes, la combinación propuesta podría proporcionar un coste nivelado del hidrógeno que oscilaría entre 3,06 libras (3,90 dólares)/kg en Nigeria y 6,38 libras (8,13 dólares)/kg en España. También demostró que el emplazamiento nigeriano presentaba el mayor número de repostajes de HPV, con 3,75 millones al año, mientras que el emplazamiento español era el que presentaba la menor cantidad, con 3,11 millones al año.
El análisis también mostró que los tomates serían el mejor cultivo bajo los paneles, con pérdidas de rendimiento agrícola estimadas entre el 9,40% y el 36,94%. «Nuestro análisis se fijó en el cultivo de tomates por ser adecuado en cada uno de los tipos de suelo de las ubicaciones analizadas», dijo Gosh. «Las plantas de tomate no son los cultivos más tolerantes a la sombra que pueden cultivarse en un sistema agrovoltaico y, por tanto, los cultivos muy tolerantes a la sombra pueden reducir menos el rendimiento de los cultivos o incluso aumentarlo en determinadas condiciones climáticas, ya que el campo fotovoltaico proporciona beneficios microclimáticos, como sombra contra la irradiación excesiva y el calor, y mayor humedad».
Según Gosh, los resultados de la investigación demuestran que combinar la agrovoltaica sin conexión a la red con la generación de hidrógeno es un modelo viable para mejorar la utilización de la tierra y generar al mismo tiempo ingresos adicionales. «Los beneficios de la recuperación de tierras y los ingresos adicionales de la generación de electricidad deberían compensar la reducción de los rendimientos de las cosechas», subrayó. «Las principales conclusiones indican que todas las ubicaciones demuestran su idoneidad para las aplicaciones agrovoltaicas».
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.