Construyó sistema fotovoltaico con paneles solares en el techo del granero

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Un agricultor alemán de 33 años encontró una manera de cultivar frutas debajo de paneles solares, lo que demuestra que una granja solar puede cosechar más que solo electricidad.

Fabian Karthaus creció con energía solar. “Mi padre construyó el primer sistema fotovoltaico en el techo del granero y se podía ver que funcionaba”, dijo. Ahora, posee dos grandes sistemas de energía solar con bayas que crecen debajo de uno de ellos.

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Karthaus se hizo cargo de la granja de su padre cerca de la ciudad de Paderborn, en el oeste de Alemania, hace cinco años. Pero el ingeniero eléctrico capacitado todavía trabaja durante el día como gerente de producto para electrónica agrícola. “No puedo alimentar a una familia con las ganancias de cultivar 80 hectáreas de frijoles, granos, colza y maíz”, dijo.

También hubo una caída significativa en el rendimiento en los últimos años debido al calor y la sequía. “Mi esposa y yo comenzamos a pensar en cómo podríamos continuar operando la granja de una manera significativa”, dijo Karthaus.

Así nació la idea de cultivar bayas bajo un techo solar con módulos translúcidos.

“Pensamos en qué tipo de baya va con qué tipo de luz y sombra. Los arándanos y las frambuesas son plantas del bosque, por lo que funcionan muy bien ”, dijo.

La primera cosecha de las plántulas del año pasado fue buena.

Los techos hechos de módulos solares ahorran agua

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Por lo general, las plantas se cultivan al aire libre o en túneles de aluminio. Pero Karthaus pensó que la sombra debajo de los módulos podría aumentar los rendimientos. Los veranos extremadamente calurosos son ahora un problema cada vez mayor para las plantas, incluso en Alemania. Los techos hechos de módulos solares reducen la evaporación, ahorrando agua en el proceso.

“Una vez lo medimos aquí. La evaporación es aproximadamente una cuarta parte en comparación con las plantas en campo abierto ”, explicó.

Por supuesto, los módulos solares también proporcionan electricidad. Con 750 kilovatios de potencia, el sistema genera alrededor de 640.000 kilovatios-hora al año, lo que equivale a las necesidades eléctricas de 160 hogares.

Karthaus quiere utilizar parte de la energía solar para operar sus propios sistemas de refrigeración y liofilización. Si tuviera que comprar la electricidad al proveedor de energía, le costaría alrededor de € 0,25 ($ 0,29) por kilovatio-hora.

“Es una situación en la que todos ganan. Significa que podemos generar energía verde a nivel local, descentralizado, donde se consume la energía ”, dijo Karthaus.

En Alemania, este método de cultivo funciona bien para frutos rojos, manzanas, cerezas, patatas y productos como tomates y pepinos. Diferentes plantas y diseños de módulos podrían ser más adecuados en otras partes del mundo.

Los expertos ven un enorme potencial para la agrivoltaica en todo el mundo

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Hay que estimar las condiciones óptimas de luz para las plantas, así como la demanda local de electricidad.

“Hay grandes diferencias regionales. Depende de lo que se esté cultivando, de las zonas climáticas, de las estructuras rurales ”, dijo Max Trommsdorff, experto en agrivoltas del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar.

Agrivoltaic es el enfoque para usar o desarrollar la misma área de tierra tanto para energía solar fotovoltaica como para agricultura.

Trommsdorff y sus colegas asesoran a gobiernos de todo el mundo sobre agrivoltaics y recientemente organizaron una conferencia internacional sobre energía solar y agricultura. Ven un enorme potencial para la agrivolta en todo el mundo. La gran mayoría de las plantas agrivoltaicas se encuentran en Asia, pero algunas también se pueden encontrar en Europa, Mali, Gambia y Chile.

La planta agrivoltaica más grande del mundo, con una capacidad de alrededor de 1,000 megavatios y que cubre 20 kilómetros cuadrados (aproximadamente 8 millas cuadradas), se encuentra en el borde del desierto de Gobi en China. El cultivo de bayas de goji bajo los techos de los módulos tiene como objetivo hacer que la tierra seca vuelva a ser fértil.

Los agricultores de Japón ya están cosechando en más de 2.000 sistemas agrivoltaicos.

“El objetivo aquí es apoyar el cambio estructural, detener el éxodo rural y crear perspectivas para la población rural”, dijo Trommsdorff.

Francia fue pionera en la vitivinicultura bajo el sistema agrivoltaico en Europa. El gobierno francés otorga subsidios para techos modulares que están destinados a proteger las vides.

“Muchas variedades de uva reciben demasiado sol y calor debido al cambio climático”, dijo Trommsdorff. «La sombra puede traer algunos beneficios aquí».

La empresa de energías renovables construye uno de los proyectos agrivoltaicos más grandes de Europa

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La empresa alemana de energías renovables BayWa re y su filial holandesa GroenLeven han construido uno de los proyectos agrícolas más grandes de Europa en la granja de frutas Piet Albers en Babberich.

«Esta última ampliación del proyecto implica la instalación de 10,250 paneles solares en 3,2 hectáreas de cultivos de frambuesa, generando suficiente energía limpia para abastecer a cerca de 1250 hogares», dijo Stephan Schindele, gerente de proyectos agrivoltaicos de BayWa re.

“Un seguimiento cuidadoso durante todo el estudio piloto mostró que el clima debajo de los paneles es de hecho más estable que debajo de los arcos de plástico tradicionales. Los paneles crearon una temperatura más baja más favorable y protegieron mejor los cultivos de la intemperie ”.

El proyecto tuvo que superar una serie de desafíos en su desarrollo, incluida la distribución justa de los escasos fotones del espectro de luz para el cultivo de frambuesa y la generación de energía solar en la misma zona. BayWa ha rediseñado un módulo solar semitransparente único que permite el paso de la luz solar suficiente para las plantas y, al mismo tiempo, protege el cultivo del granizo, las lluvias intensas y la luz solar directa.

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BayWa re y GroenLeven también se asociaron con Wageningen University & Research en los Países Bajos para investigar cuatro proyectos de prueba adicionales que involucran otros cultivos de bayas, incluyendo grosellas rojas, arándanos, moras y fresas.

“Nuestro nuevo estudio investigará el efecto de los paneles solares en estos frutos rojos y los sensores monitorearán el clima debajo de los paneles. Además, monitorearemos la salud de las plantas y el crecimiento de la fruta ”, dijo Schindele.

El objetivo final es que a través de la investigación y el monitoreo, los proyectos agrivoltaicos demuestren que los paneles solares realmente mejoran la calidad de los frutos y reducen el costo de producción.

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