Agrovoltaica

 

¿Qué es la agrovoltaica?

 

La agrovoltaica es un término que gana cada vez más relevancia en el sector de la agricultura y la innovación eneergética. Pero… ¿de qué trata exactamente? En este artículo te desvelamos las principales claves de la agrovoltaica, tendencia es una tendencia que compatibiliza energía fotovoltaica y agricultura. ¿Cuáles son sus beneficios?

La agricultura sigue teniendo la necesidad de mejorar en términos de sostenibilidad. Según los datos económicos interanuales, la agricultura fue la única actividad que logró un aumento del PIB, creciendo más de un 6% en el tercer trimestre y más de un 8% en el cuarto, alcanzando un total de 100.000 millones de euros y siendo un 9,7% del total del PIB Español. Este aumento de la producción va ligado a un aumento en las necesidades energéticas propias de la actividad, las cuales se ven cubiertas en su mayoría por las energías más tradicionales. Esto aumenta las emisiones de C02, posicionando a la agricultura como uno de los sectores más contaminantes y con mayor necesidad de apostar por energías alternativas.

Tradicionalmente cuando se habla de inversiones en energía solar, lo primero que nos viene a la mente es tener que destinar un terreno de nuestro cultivo para la instalación de energía fotovoltaica, pero… ¿Y si esto no fuera necesario? ¿Cómo puedo generar energía limpia, sostenible y que me ayude a reducir mis costes eléctricos? En esto consiste la agrovoltaica, tipología de instalación sobre la que hoy escribimos.

¿Qué es la Agrovoltaica?

La Agrovoltaica es una solución innovadora que consiste en implantar soluciones de energía solar fotovoltaica que convivan y compartan espacio con el cultivo, sin robarle espacio a este. De esta forma, la agrovoltaica consiste en la coexistencia del cultivo y una planta fotovoltaica capaz de cubrir las necesidades energéticas de la plantación, sin necesidad de invertir en terrenos alternativos o reducir la cantidad de cultivo para la implantación de la misma.

Imagen 1. Representación planta Agrovoltaica. Fuente: Fraunhofer ISE.

Al igual que la fotovoltaica tradicional conectada a red, la agrovoltaica nos permite conseguir grandes ahorros en la factura de la luz, coste que cada vez cobra más importancia, en especial en la actual situación de mercado con precios desorbitados que influyen directamente sobre la rentabilidad de los cultivos; pero no solo aporta valor en este campo, sino que crea un microclima junto al cultivo que nos ayuda a proteger la plantación frente a agentes meteorológicos, ayuda a reducir las necesidades hídricas del cultivo, reduce la erosión del terreno,…

La agrovoltaica también es adecuada para sistemas aislados de red eléctrica, acompañándolos de baterías o grupos electrógenos de apoyo (o ambas). Si pensamos en las necesidades de riego, aunque depende del tipo de cultivo, generalmente las necesidades son mayores los días de mayor incidencia solar, coincidiendo estos con los días de mayor generación para las plantas fotovoltaicas. Esta es otra de las ventajas que presenta esta combinación cultivo-fotovoltaica.

¿Cómo debe ejecutarse?

Para esta tipología de instalación no existe una estandarización, sino que cada plantación tendrá unas necesidades específicas que se deben tener en consideración para el correcto desarrollo del cultivo, de forma que cada instalación requiere de un mayor desarrollo de la propuesta y un mayor nivel de comunicación entre la explotación y la empresa encargada del proyecto. Aquí es donde es importante recurrir a empresas especializadas como Agroener, con capacidad de analizar las necesidades del cultivo y poder diseñar una planta de Agrovoltaica a medida.

A diferencia de una planta fotovoltaica tradicional, la convivencia de los módulos solares con el cultivo requiere atender a otros criterios de diseño que nada tienen que ver con la fotovoltaica, sino que son propios de la plantación y que deben ser considerados en el proceso para que los elementos de la instalación fotovoltaica no influyan en la operativa diaria de la explotación. A continuación nombramos algunos de los aspectos más relevantes que se deben considerar:

  • Distancia entre filas. En este caso la distancia entre las filas de módulos no viene determinada exclusivamente por el sombreado que provocan unas en otras, sino que generalmente serán mayores para asegurar la incidencia directa de luz solar sobre el cultivo.
  • Posicionamiento, inclinación y orientación de los módulos. Al igual que en el apartado anterior, la forma de colocar los módulos también va a influir en la cantidad de luz que incide directamente sobre el cultivo y el porcentaje de sombra que va a tener. Este factor debe diseñarse para un beneficio mutuo de la planta solar y el cultivo, estudiando el punto de saturación* de luz propio de cada cultivo.
  • Estructura de suportación. Este criterio es el más determinante a la hora de diseñar una planta Agrovoltaica, ya que se debe considerar tanto las dimensiones del cultivo como la maquinaria necesaria para su explotación. Es fundamental hacer un correcto análisis de los procesos y maquinaria que intervienen en la explotación para poder determinar las dimensiones y apoyos de la estructura, ya que cada cultivo requiere de una maquinaria específica y distintos procesos productivos.

*Punto de saturación de luz del cultivo: es el punto a partir del cual mayor intensidad de la irradiación no implica aumento de la tasa de fotosíntesis de la plantación.

A modo resumen, el diseño de una planta Agrovoltaica debe adaptarse al cultivo para garantizar una productividad agrícola adecuada, considerando todos los factores relacionados con la explotación: intensidad de luz solar necesaria, maquinaria a utilizar, pasos de trabajo, protección contra agentes climáticos, …

Ventajas y desventajas

Las principales ventajas que presenta la agrovoltaica son:

  • Aprovechamiento de la totalidad del terreno para el cultivo.
  • Reducción de las necesidades hídricas del cultivo.
  • Optimización del uso del agua.
  • Autosuficiencia energética.
  • Mayor eficiencia de los módulos fotovoltaicos debido a las menores temperaturas alcanzadas por el microclima generado.
  • Reducción de las emisiones de C02.
  • Producción sostenible.

Principales desventajas de la agrovoltaica respecto a un sistema tradicional:

  • Adaptabilidad a las condiciones de la explotación.
  • Instalación más compleja y costosa.
  • Diseño e ingeniería más laboriosa.
Agrovoltaica [2022] AGROENER
Imagen 2. Porcentaje de uso del suelo. Fuente: Fraunhofer ISE.

¿Es rentable?

A pesar de requerir una inversión inicial mayor que una fotovoltaica en suelo, el hecho de no tener que invertir en la compra de más terreno o dejar parte del terreno sin cultivar para implantar la fotovoltaica, hace que esta inversión “extra” se amortice de forma rápida, teniendo un sistema con una rentabilidad aproximada de 6 años (puede variar según el caso), muy similar a los sistemas tradicionales. Es importante tener en cuenta la capacidad productiva extra que tenemos con estos sistemas, cuyos flujos de caja deben considerarse en la amortización final de una planta agrovoltaica.

¿Estás planteándote esta opción? En Agroener, como especialistas en agrovoltaica, podemos ayudarte. Contacta con nosotros y realizaremos un estudio de tu caso ¡gratuito y sin compromiso!

 

Plantas solares flotantes [2022]: todo lo que necesitas saber sobre su instalación.

 

No hay día que no escuchemos hablar de dos temas que representan una de las principales preocupaciones para la mayoría de personas actualmente. Exacto: precio de la luz y energía verde. Ambos temas arrasan en tendencias hasta tal punto que se presentan previsiones:

“El objetivo del Gobierno es que para 2030 el 74% de la electricidad española sea de origen renovable”.

Esto nos lleva a querer hablar de una alternativa muy eficaz para ahorrar en el consumo de luz y así favorecer la sostenibilidad: las plantas solares flotantes. Y es que no hay duda alguna en que las energías renovables están cada vez más asentadas en la sociedad. Todo ello es posible, entre otros aspectos, a que este sector, que apuesta por el medio ambiente, proporciona una gestión de las energías eficiente y limpia.

Dentro del sector energético, se comenta que “la energía eólica y, sobre todo, la energía fotovoltaica, son valores seguros cuando no hay nada seguro” y desde Agroener queremos proporcionar seguridad mientras fomentamos la innovación. Ese es el motivo principal del presente artículo, con el que queremos darte a conocer todos los detalles sobre las plantas solares flotantes, desde sus beneficios hasta su funcionamiento. Así mismo, trataremos de resolver algunas preguntas que posiblemente te hayas hecho como:  “¿Qué es una instalación fotovoltaica flotante?”, “¿Por qué me interesa este tipo de instalaciones?”, “¿Son rentables?”, “¿Qué ventajas o desventajas pueden presentar frente a una instalación clásica?”, “¿Qué beneficios me pueden aportar el sistema flotante y qué elementos necesito incluir?”. Todo ello te lo resolvemos a continuación.

¿Qué es una instalación fotovoltaica flotante?

Una instalación fotovoltaica flotante no es más que un sistema solar alternativo a sistemas solares en tierra o en techo y que utiliza flotadores plásticos de primera calidad. Dichos flotadores pueden ser instalados en superficies de agua de diverso tipo, como pueden ser balsas de uso industrial, balsas de riego, plantas hidroeléctricas, presas y embalses, plantas de tratamiento de aguas, lagos naturales, balsas mineras o incluso en tierras susceptible de inundación.

A nivel técnico, una instalación fotovoltaica flotante es un sistema modular flexible de elementos flotantes fotovoltaicos que crean una retícula estructurada de unidades flotantes. En estas instalaciones, tenemos como elemento principal un flotador modular aplicable y encajable, que soporta el panel solar y que, además, funciona como soporte para caminos de servicio, explotación y evacuación eléctrica.

¿Son realmente rentables las plantas solares flotantes?

Puede que últimamente hayas escuchado, o incluso lo estés pensando tú mismo ahora, que con el auge de las energías renovables y con la excusa de conseguir energía verde, se acabe alterando o destruyendo gran parte del territorio. Sin embargo, justamente este tipo de instalaciones son las que resuelven este tipo de problemas. ¿Y cómo es eso posible? Pues porque la característica más atractiva de las plantas solares flotantes es que no ocupan superficie terrestre, lo que consigue un impacto mínimo en el entorno y sacar partido a superficies que antes resultaban inocupadas. Con las plantas solares flotantes se aprovechan lugares ya construidos y utilizados para generalmente regadío.

Otro aspecto interesante es que la propia estructura, formada de flotadores, tiene una inclinación de 5º con la que se consigue minimizar la resistencia al viento, además de reducir las sombras que generan las propias placas, aumentando con ello el rendimiento de la instalación. Como se consigue una ocupación máxima de la superficie, se reduce la evaporación de agua y la proliferación de algas. Además, la refrigeración del propio entorno favorece y mejora la eficiencia de la instalación.

También es interesante el hecho de que los flotadores puedan apoyarse en los taludes, ya que de esta forma se incrementa el aprovechamiento de la superficie de agua hasta un 80%, maximizándose la potencia total instalada.

Plantas solares flotantes [2022] Agroener
Plantas solares flotantes. Créditos: Isi Floating.

Ventajas y desventajas de las plantas solares flotantes

Entre las principales ventajas que puede aportar, destacamos las siguientes:

  • Liberan la tierra para otros usos a lo largo de la vida útil de la instalación (25 años).
  • Incrementan un 10-15% la producción de energía del panel fotovoltaico gracias al efecto de refrigeración del agua.
  • Reducen la evaporación del agua en más de un 80%.
  • Reducen las emisiones de CO2 en la generación de energía.
  • Las plantas solares flotantes reducen la eutrofización del agua.
  • Facilitan el proceso de mantenimiento ya que se puede utilizar el agua cercana para labores de limpieza.  Además, el sistema permite llegar andando a cualquier punto de la instalación.

En cuanto a las desventajas o los principales retos a resolver, se encuentran:

  • Se adaptan a las condiciones de explotación.
  • La instalación es más compleja y costosa. El acceso para mantenimiento debe de estar predefinido para permitir el paso de personas entre cada fila de módulos.
  • Respetan el entorno natural, especialmente en sitios donde exista vida silvestre. En caso de embalses o lagos, donde exista flora y/o fauna, debemos asegurarnos de no reducir la oxigenación del agua.
  • Resisten a condiciones climáticas adversas.

Elementos de una instalación fotovoltaica flotante

El elemento principal es el flotador para módulos fotovoltaicos. Este es un flotador modular encajable hueco con diseño cóncavo que se cierra una vez el panel solar se pone encima de dos flotadores por cada panel solar.

En segundo lugar, tenemos el flotador secundario que sirve de plataforma para pasarelas de mantenimiento, canalizaciones eléctricas y soporte para inversores cuando se instalen en la isla flotante.

Y, en tercer lugar, los elementos que aseguran la instalación como uniones de flotadores, tornillos y tuercas, grapas o clips de fijación de módulos a flotadores y tornillos de fijación de grapas a flotadores. Además de los cables y tubos correspondientes a la evacuación desde la estructura flotante hasta la orilla.

Beneficios y rentabilidad de las plantas solares flotantes

Así, los principales beneficios de las plataformas de paneles solares serían:

  • Rendimiento, gracias al efecto de refrigeración de la propia balsa se consigue mayor generación de energía, alcanzando el 10-15% de producción extra respecto a un sistema hincado clásico. Se consigue una reducción de más del 80% de la evaporación de agua y reducción de la proliferación de algas y otros microorganismos gracias a la cobertura del 100% de la superficie del agua. Cuenta con una inclinación de 5º de los paneles solares consiguiendo maximizar la producción eléctrica requerida.
  • Alta calidad, ya los flotadores cuentan con una alta durabilidad y resistencia ante estrés mecánico y degradación UV gracias a un espesor mínimo de 3 mm. Gracias a la producción de flotadores mediante la técnica de inyección de plástico, se brinda una alta precisión y uniformidad en todos los componentes. Además, por cada panel solar se utilizan dos flotadores, lo cual incrementa la estabilidad ante presión del viento y el movimiento continuo del agua. La producción es de alta rapidez y en ella se utilizan los mejores materiales.
  • Seguridad, pues presenta un acceso fácil y seguro caminando en el 100% de la instalación para los operarios que realizan actividades de mantenimiento y limpieza. Además presentan la capacidad de soportar cargas adicionales como nieve y acciones accidentales. Estas instalaciones cuentan con una resistencia mínima al viento gracias a su diseño aerodinámico de solo 5º de inclinación. Esta inclinación minimiza la fuerza del viento lo cual reduce las tensiones sobre los materiales mejorando el rendimiento mecánico y la durabilidad junto con un mejor comportamiento del sistema de anclaje.
  • Adaptabilidad a los cambios en niveles de agua en balsas y embalses, incluso si los paneles están situados sobre los taludes gracias a las uniones semirrígidas. En balsas y embalses vacíos en las épocas de sequía e incluso con superficies de agua reducida por el sistema, maximiza la potencia instalada por área de agua. A condiciones de medio ambiente, aguanta vientos de hasta 180 km/h, olas de 1.0 m altura (mayor tamaño soportado con rompeolas), y temperaturas extremas (-20 a +60ºC).

En definitiva, la opción de instalar plantas solares flotantes, obtiene cada vez más fuerza debido a su potencial. Se trata de un sistema que respeta la explotación agrícola aprovechando una superficie baldía, que ayuda al mantenimiento de las masas de agua, y que no deja de lado el objetivo del campo de ser cada vez más eficiente y sostenible con el medio ambiente.

¿Estás planteándote esta opción? Desde Agroener podemos ayudarte a llevar a cabo el proyecto en cada una de sus etapas. Contacta con nosotros y realizaremos un estudio de tu caso ¡gratuito y sin compromiso!

 

 

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