AgroPV

Chile es uno de los países más afectados por el cambio climático en todo el mundo, lo que pone en peligro especialmente al sector agrícola. En el norte y el centro del país, especialmente, los pequeños agricultores sufren la escasez de agua en la región debido a una sequía que dura ya 12 años. Además de la escasez de agua, la agricultura se enfrenta a fenómenos meteorológicos imprevisibles como el granizo, las heladas, las fuertes lluvias y la excesiva irradiación solar, que amenazan el rendimiento de los cultivos. 

Al mismo tiempo, los conflictos de uso de la tierra entre la producción de energía y la agricultura se hacen evidentes en Chile Central. En cada una de las regiones se encuentran las principales zonas de producción agrícola debido a la presencia de suelos fértiles y, al mismo tiempo, se concentra la mayor parte de la demanda energética del país. 

Para mantener la productividad agrícola, es crucial mitigar los efectos del cambio climático con la transición del sistema energético y evitar la competencia por la tierra entre la producción de energía y la de alimentos. Pero ¿cómo lograrlo?. Es aquí donde AgroPV ofrece una solución, permitiendo la generación de energía limpia y la producción agrícola en el mismo lugar.

En este contexto, el concepto Agro PV, o agrivoltaico, integra paneles PV en la agricultura para combinar la producción agrícola y la generación de energia limpia en el mismo terreno. Este concepto fue inventado por Adolf Goetzberger de Fraunhofer ISE en 1982. Un Sistema Agro PV puede aumentar la eficiencia del uso de la tierra y permitir otros efectos sinérgicos positivos para la agricultura, como la protección climática de los cultivos sensibles y la mejora de la eficiencia del uso del agua. 

Los paneles fotovoltaicos pueden implementarse de varias maneras en la agricultura. Las estructuras de soporte elevadas permiten la práctica de la agricultura bajo los paneles y los módulos instalados verticalmente permiten la agricultura entre las filas de módulos. 

En 2020, Fraunhofer ISE estimó una capacidad total instalada de agrivoltaica de 14 GWp en todo el mundo, con la mayoría de las instalaciones ubicadas en Asia (China, Japón, Corea) y Europa (Francia, Italia, Alemania, Países Bajos).  Hoy es posible acceder a más información sobre el estado actual y el desarrollo de la tecnología en la Guía de Agrivoltaics (EN) publicada por Fraunhofer ISE.

En un proyecto financiado por el fondo FIC-R del Gobierno Regional Metropolitano, Fraunhofer Chile instaló tres plantas piloto en las comunas de El Monte, Curacaví y Lampa con una capacidad instalada de 13 kWp cada una, generando hasta 20,8 MWh/año y evitando así 8,8 toneladas de CO2/año. 

El proyecto fue ejecutado en colaboración con Fraunhofer ISE de Alemania como resultado de su experiencia con una planta piloto a escala industrial de 194 kWp que fue transferida y adaptada a las condiciones locales en Chile.

Las plantas piloto se utilizan como laboratorios reales para estudiar las implicaciones de la agrivoltaica en la generación de energía solar y en la productividad agrícola.

Controlamos el coeficiente de rendimiento (PR), medimos las tasas de ensuciamiento, controlamos el microclima bajo los paneles fotovoltaicos y evaluamos los resultados de rendimiento en comparación con las respectivas zonas de referencia. Obtenga más información sobre nuestros proyectos piloto en Chile en nuestro informativo del proyecto Agro PV.

^{El reportaje aborda la experiencia llevada adelante por Fraunhofer Chile y el FIC-R Met en tres plantas pilotos en la Región Metropolitana}

Los resultados actuales de la investigación obtenidos con las plantas piloto validan el potencial sinérgico de la agrivoltaica para la agricultura y el mercado fotovoltaico:

La reducción medida de la irradiación solar del 40% bajo los sistemas conduce a un aumento de la humedad del suelo de 29%, lo que indica el potencial para reducir la demanda global de agua de riego. La reducción de la irradiación valida el potencial de la planta agrivoltaica para proteger los cultivos del exceso de sol y las mediciones de la temperatura del aire muestran un efecto de enfriamiento del sistema agrivoltaico durante el día y un aumento de la temperatura del aire que puede proteger de las heladas durante la noche. Para más información sobre el impacto en el microclima, descarga el póster disponible aquí en la página web en sección publicaciones.

En nuestras plantas piloto, observamos un aumento de la eficiencia en el uso de la tierra de hasta el 187% para los cultivos de lechuga, cuyo rendimiento no se vio afectado por el sistema agrivoltaico y la generación de energía fue del 87% en comparación con un sistema fotovoltaico convencional en la misma superficie. Los cambios en la generación de electricidad se deben a la orientación subóptima de los paneles fotovoltaicos y al aumento de la distancia entre hileras.

Fraunhofer está ejecutando proyectos piloto en todo el mundo en diversas zonas climáticas y contextos agrícolas.

Algunos ejemplos son el proyecto APV Orcharding que examina la agrivoltaica en combinación con los manzanos en Alemania; el proyecto APV MaGa, que investiga un sistema de recogida de agua de lluvia dentro de una planta piloto agrivoltaica en Mali y Gambia; así como el proyecto Hyperfarm, que implica la construcción de tres plantas piloto en combinación con la producción de hidrógeno distribuidas en Bélgica, Dinamarca y Alemania.

Es posible encontrar más información en la página web de agrivoltaics de Fraunhofer ISE www.agri-pv.org. 

Chile presenta un alto potencial de implementación para la agrivoltaica debido a su alta irradiación solar y al sector agrícola sensible al clima. Sin embargo, hasta la fecha la tecnología aún no se comercializa, sino que se investiga en las instalaciones de plantas piloto de Fraunhofer Chile. 

Para implementar nuestros resultados de investigación y transferir los proyectos globales de agrivoltaica de la red Fraunhofer en Chile, apoyamos a la industria y al sector público en la elaboración de conceptos de agrivoltaica y en proyectos concretos. En este contexto, cubrimos los servicios de todo el proceso de desarrollo del proyecto en colaboración con Fraunhofer ISE en Alemania: