AgroPV

Desafíos en el nexo Alimentos, Agua y Energía

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.

© Fraunhofer Chile

Paneles PV integrados en la agricultura

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.

Proyecto piloto en Región Metropolitana

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.

© Fraunhofer Chile
© Fraunhofer Chile
© Fraunhofer Chile

 

 

 

 

 

 

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

Resultados: Sinergias para la agricultura y la transición energética

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 30% bajo los sistemas conduce a un aumento de la humedad del suelo de entre el 10% y el 20%, lo que indica el potencial para reducir la demanda global de agua de riego. Además, 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 protege de las heladas durante la noche.

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. 

Publicaciones Fraunhofer Chile

Transferimos los conocimientos adquiridos en nuestras actividades de investigación en publicaciones científicas. Infórmese sobre el estado reciente de la investigación agrivoltaica en Fraunhofer:

Fraunhofer desarrolla proyectos piloto en el mundo

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

 

APV Orcharding

[Fraunhofer ISE] La agrivoltaica como concepto de resiliencia para la adaptación al cambio climático en la huerta

 

APV MaGa

[Fraunhofer ISE] Agrivoltaics  para Mali y Gambia: producción de electricidad sostenible mediante sistemas integrados de alimentos, energía y agua

 

APV Hyperfarm

[Fraunhofer ISE] Hidrógeno y Electrificación Fotovoltaica en Granja

Incorporación de AgroPV en el mercado chileno

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:

Estudios y Potencial

  • Conceptualización de diseños preliminares 
  • Evaluación tecno-económica de los diseños preliminares
  • Estimación del potencial sinérgico para la agricultura 

Diseño del sistema

  • Evaluación del contexto agrícola (visitas de campo y documentación)
  • Elaboración de diseños de plantas en 3D 
  • Simulación de la distribución de la luz para la validación del diseño

Medición y Análisis de Datos

  • Implementación de sensores, transmisión de datos y base de datos
  • Cuantificación de la relación de rendimiento corregida por el tiempo, evapotranspiración, análisis del microclima

Difusión

  • Charlas, seminarios y webinars
  • Talleres de capacitación

Noticias y comunicados de prensa

 

Edición Especial Revista El Campo

En edición especial Revista El Campo de El Mercurio 17.02.2021 aborda detalles de la tecnología agrivoltaica y el proyecto APV de Fraunhofer Chile 

 

[Entrevista] “Necesitamos una normativa que clasifique sistemas FV en la agricultura según su impacto”

Entrevistado por H2News David Jung, ingeniero investigador en el Fraunhofer CSET Chile: “Necesitamos una normativa que clasifique sistemas FV en la agricultura según su impacto”

 

[Pv Magazine] Noticia proyecto Agrivoltaico

PV Magazine publica nota "Proyecto agrovoltaico de Fraunhofer Chile busca solucionar golpes de sol"

 

[Webinar AGRYD] Agrivoltaico: Potencial de Implementación de Energía Solar en la Agricultura

Agrivoltaico: Potencial de Implementación de Energía Solar en la Agricultura. Presentación de David Jung efectuada en Webinar organizado por AGRYD.