¿Pueden los paneles solares de doble uso proporcionar energía y compartir espacio con los cultivos?

En sus 150 años de historia, la granja de Paul Knowlton en Grafton, Massachusetts, ha producido verduras, productos lácteos y, más recientemente, heno. La evolución del uso de la finca se basó en mercados cambiantes y un clima variable. Recientemente, sin embargo, el Sr. Knowlton agregó un nuevo tipo de cultivo comercial: la energía solar.

Para el Sr. Knowlton, un agricultor de quinta generación y actual propietario, fue una decisión fácil. Ya había instalado paneles solares para proporcionar electricidad a su casa y granero. Cuando un agente de bienes raíces llamó a la puerta para ver si estaba interesado en arrendar una pequeña porción de su terreno para instalar un panel solar, “sembró la semilla de que yo podía hacer más”, dijo Knowlton.

El Sr. Knowlton examinó varias empresas, pero lo que más le impresionó fue Solar de onda azul, un desarrollador en Boston que se enfoca principalmente en instalaciones solares y almacenamiento de baterías, lo que permite alimentar el exceso de electricidad a la red eléctrica. Pronto, dos pequeñas parcelas de tierra en gran parte sin usar fueron el hogar de paneles bajos que producen energía. Este año, la granja del Sr. Knowlton irá un paso más allá: en una tercera parcela, los paneles solares compartirán espacio con los cultivos para que ambos puedan prosperar.

Este enfoque se llama agrivoltaics, un acrónimo de agricultura y celdas voltaicas, que transforman la energía solar en energía eléctrica. También llamada solar de doble uso, la tecnología implica ajustar la altura de los paneles solares hasta 14 pies, así como ajustar el espacio entre ellos, para acomodar equipos, trabajadores, cultivos y animales de pastoreo. El espacio y el ángulo de los paneles permiten que la luz llegue a las plantas de abajo y tiene el beneficio adicional de proteger esos cultivos del calor extremo.

La electricidad generada se carga en la red, generalmente a través de subestaciones cercanas. Si bien parte de la electricidad puede llegar a la granja anfitriona, los proyectos están diseñados para proporcionar energía para uso general. Y tales instalaciones solares brindan una fuente alternativa de ingresos en forma de pagos a propietarios como Knowlton o una reducción en los pagos de arrendamiento para los agricultores arrendatarios.

BlueWave se ha centrado principalmente en diseñar los proyectos y luego venderlos a empresas que los construyen y supervisan. El proyecto Grafton, en la finca del Sr. Knowlton, por ejemplo, ahora es propiedad de The AES Corporation, una compañía de energía que desarrolló, construyó y está operando el proyecto.

“Los agrovoltaicos no solo promueven el imperativo de la energía limpia, sino que son fundamentales para mantener las granjas en funcionamiento”, dijo John DeVillars, uno de los tres cofundadores de BlueWave y presidente de la junta directiva.

La energía solar de doble uso despertó interés hace más de una década porque «las grandes instalaciones en medio de la nada no resolverán todos nuestros problemas energéticos; transportar esa energía puede ser muy costoso», dijo Greg Barron-Gafford, biogeógrafo. y profesor asistente en la Universidad de Arizona. Las fincas en muchas partes del país están en áreas periurbanas, zonas de transición de suelo rural a suelo urbano. Su proximidad a las áreas metropolitanas de alto uso hace que las tierras de cultivo abiertas sean particularmente adecuadas para los paneles solares, pero en el pasado, sin ninguna agricultura coexistente, ese tipo de ubicación puede generar un conflicto sobre si debe prevalecer la producción de alimentos o energía.

En un estudio por AgriSolar Clearhouse, una nueva colaboración para conectar a los agricultores y otros propietarios de tierras con tecnología agrovoltaica, también se demostró que las instalaciones fomentan el crecimiento al proteger los cultivos del aumento de las temperaturas y ayudar con la conservación del agua. Si bien la tecnología permanece en su infancia en los Estados Unidos en comparación con los países de Europa, donde la tecnología se ha utilizado durante más de una década, los reguladores federales, así como académicos y desarrolladores están trabajando para remediar esa disparidad.

Los primeros resultados son prometedores, dijo Garrett Nilsen, director interino de la Oficina de Tecnologías de Energía Solar del Departamento de Energía de EE. UU. “Hay un proyecto en Arizona en el que han visto un aumento del triple en el rendimiento de los cultivos cuando están bajo este tipo de sistema y una reducción de hasta el 50 por ciento en los requisitos de riego” porque los paneles proporcionan sombra, dijo. Además, las plantas debajo de los paneles liberan agua al aire, lo que enfría los módulos, creando lo que el Sr. Nelson describió como una «relación simbiótica entre las plantas y los paneles».

El primer proyecto de BlueWave que se pone en marcha es una granja de 10 acres en Rockport, Maine, ahora propiedad y operada por Navisun, un productor de energía solar. Se han plantado cultivares de arándanos silvestres debajo de los paneles solares, que producirán 4,2 megavatios de energía; Se estima que el proyecto producirá 5468 megavatios-hora al año, equivalente a la cantidad de energía necesaria para aproximadamente 500 hogares estadounidenses.

A diferencia de Massachusetts, Maine no ofrece incentivos significativos para el uso de energía solar, por lo que hubo una prima de 10 a 15 por ciento en los costos en comparación con proyectos similares, que absorbió BlueWave, dijo DeVillars. (Esa práctica es consistente con el estatus de la compañía como una de las llamadas Corporación Blo que requiere un compromiso con los objetivos sociales y ambientales.)

Otros jugadores están viendo claramente el potencial de la agrovoltaica: el 12 de mayo, Axium Infrastructure, una firma de gestión de inversiones, anunció la adquisición de BlueWave. Trevor Hardy permanecerá como director ejecutivo y Eric Graber-Lopez continuará como presidente, mientras que el Sr. DeVillars se convertirá en presidente emérito.

El Sr. Hardy dijo que la venta permitiría que BlueWave se expanda para que sea propietaria y opere, no solo desarrolle, instalaciones solares y almacenamiento de baterías. En última instancia, dijo, la venta “nos coloca en un lugar más sólido para el uso dual”.

“Los agricultores trabajan a largo plazo”, continuó. “Es más convincente conducir por caminos agrícolas y sentarse con los propietarios en la mesa de la cocina y decir que desarrollamos, poseemos y operamos la instalación”. Y el potencial de la tecnología va mucho más allá de los arándanos; los usos agrícolas han incluido viñedos y cultivo de camarones.

BlueWave no es el único desarrollador de agrovoltaicos. De acuerdo con la Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE, con sede en Alemania, se produjeron cinco megavatios de energía a través de estos sistemas en 2012; para 2021, se generaron 14 gigavatios de energía en sistemas de uso dual, aproximadamente el equivalente a la electricidad necesaria para aproximadamente dos millones de hogares estadounidenses al año, según una portavoz de la oficina de tecnologías del Departamento de Energía. Y la tecnología está evolucionando rápidamente; en los pocos años transcurridos desde la instalación en la finca del Sr. Knowlton, se han desarrollado paneles ajustables que se pueden mover para maximizar la captura de la luz solar, por ejemplo.

“No siempre vale la pena ser un pionero ya veces es muy desafiante”, dijo el Sr. Hardy, quien creció en una familia de granjeros de Sudáfrica. Encontrar sitios adecuados, donde haya suficiente sol y proximidad a una subestación u otra infraestructura eléctrica, puede ser difícil. La oposición de los vecinos, especialmente donde los paneles son visibles desde otras casas o incluso desde la calle, no es infrecuente.

De hecho, BlueWave fue uno de los varios acusados ​​nombrados en una demanda sobre un plan propuesto para la energía agrivoltaica en Northfield, Massachusetts. Un tribunal estatal dictaminó recientemente que el vecino tenía derecho a impugnar el desarrollo propuesto. Uno de los demandantes, Christopher Kalinowski, dijo que entre sus preocupaciones estaba que sus puntos de vista serían obstruidos y que “el área perdería tierras de cultivo”. (El Sr. Hardy se negó a comentar sobre el litigio).

Además, algunos capítulos de la organización ambiental sin fines de lucro Audubon han hablado sobre el efecto potencial de la tecnología en la vida silvestre. Michelle Manion, vicepresidenta de política y defensa de Mass Audubon, dijo que si bien su organización apoyó la energía renovable, incluida la energía solar dentro de las operaciones agrícolas, «queremos maximizar la colocación de energía solar montada en el suelo en algunas de nuestras tierras que son las menos sensibles ecológicamente primero».

Y existe la preocupación general de que, incluso con paneles solares de doble uso, la tierra cultivable se puede perder, aunque BlueWave dice que la tierra se puede revertir a usos agrícolas puros una vez que expiren los arrendamientos solares, generalmente de 20 a 30 años.

Pero uno de los obstáculos más significativos es el costo. El costo vertiginoso del acero tiene un efecto directo en el énfasis de los agrovoltaicos en elevar los paneles de 10 a 14 pies. “Por cada pie que sube, debe hundir dos pies en los cimientos”, explicó el Sr. Hardy. “Es una industria desafiante cuando piensas en lo que debemos hacer para alcanzar los objetivos climáticos. Pero mantenemos el rumbo”.

Sin embargo, en última instancia, todo depende del sabor de los cultivos: si el sabor o incluso la apariencia se alejan demasiado del de los productos tradicionales, la tecnología será difícil de vender. Pero en un estudio temprano, los investigadores del Biosphere 2 Agrivoltaics Learning Lab de la Universidad de Arizona descubrieron que los catadores preferían las papas, la albahaca y la calabaza cultivadas con agrovoltaicos. Los frijoles, sin embargo, pueden tomar algún tiempo: la pequeña muestra de catadores prefirió la versión cultivada tradicionalmente.

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