Cultivando cultivos a la sombra: los investigadores de Cornell avanzan en la eficiencia en la agricultura agrovoltaica

Adam Amengual/The New York Times

La agrovoltaica es el uso de la tierra tanto para la agricultura como para la generación de energía solar fotovoltaica.

Un artículo de investigación de la Universidad publicado recientemente, "El potencial de los agrovoltaicos para mejorar el enfriamiento de las granjas solares", apunta a vías para una mayor eficiencia en los sistemas agrovoltaicos, así como la aplicación en diversos paisajes. La investigación, realizada por Henry Williams grad, Khaled Hashad grad, Haomiao Wang grad y Prof. Max Zhang, ingeniería mecánica y aeroespacial, tiene como objetivo aumentar la eficiencia solar a través de herramientas basadas en ingeniería física, aumentando así el potencial de producción de energía en entornos agrícolas.

Los sistemas agrivoláticos son paisajes que combinan infraestructura solar, como paneles solares, con cultivos agrícolas, duplicando efectivamente la aplicación del uso de la tierra y, por lo tanto, satisfaciendo las necesidades de energía sostenible y seguridad alimentaria.

El uso de un paisaje para la participación accionaria tanto en agricultura como en energía tiene implicaciones para el desarrollo sostenible bajo las crecientes preocupaciones climáticas y alimentarias.

"En la actualidad, la mayoría de los proyectos de energía solar fotovoltaica en las regiones agrícolas están ubicados en tierras agrícolas, lo que crea un conflicto entre la producción de alimentos y energía", dijo Williams. "La combinación de estos dos usos de la tierra a través de la energía agrícola puede aliviar algunos de estos problemas, pero se necesitan capacidades de modelado sólidas para demostrar las implicaciones físicas de la ubicación conjunta de la agricultura y la energía solar fotovoltaica".

El cambio climático y el aumento de la población requerirán mejoras tanto en la infraestructura sostenible como en la producción de alimentos. Los sistemas agrovoltaicos se convertirán en una herramienta cada vez más importante para encontrar soluciones sostenibles a estos desafíos.

Como resultado, el grupo de investigación utilizó la física y la ingeniería para crear una herramienta que pudiera modelar el coeficiente de producción agrícola y solar fotovoltaica a través de agrovotaica.

"Desarrollamos un modelo de microclima de granja solar para demostrar cómo el enfriamiento pasivo de la vegetación y las alturas de los paneles más altos pueden conducir a una mayor eficiencia de los paneles solares en los sistemas agrovoltaicos", dijo Williams.

Al crear este modelo, los investigadores determinaron formas viables de construir paneles solares que coexistirían con plantas de cultivo a través de diversas técnicas de ingeniería. Por ejemplo, consideraron la fotoactividad de la luz reflectante del suelo, así como las tasas de evapotranspiración, el proceso por el cual el vapor de agua se eleva desde las plantas y el suelo.

Aunque es más probable que los sistemas agrovoltaicos se implementen en paisajes áridos y cálidos, esta investigación muestra la aplicación potencial en áreas más frías o moderadas, como Canadá, donde se realizó la investigación.

"Mostramos cómo los climas moderados también pueden crear entornos en los que los diseños agrovoltaicos pueden resultar ventajosos sobre la energía solar fotovoltaica tradicional", dijo Williams.

Esta investigación aboga por un mayor uso de los sistemas agrovoltaicos en el futuro debido a que satisfacen las necesidades de alimentos y energía y plantean importantes implicaciones para la dinámica futura entre los tipos de uso de la tierra. Comprender las sinergias potenciales entre la producción de alimentos y la energía solar es un paso importante para mitigar los problemas ambientales.

En general, el uso de sistemas agrivoláticos muestra el potencial de las plantas de cultivo para recibir los recursos necesarios para su crecimiento mientras aún están cubiertas por unidades solares diseñadas de manera eficiente.

"Estamos mostrando el potencial de los paneles solares en los sistemas agrovoltaicos para producir más energía que en los sitios tradicionales de energía solar fotovoltaica", dijo Williams. "Esto sienta un precedente para ampliar la aplicabilidad global de la agrovoltaica".