Agrivoltaics: los paneles solares en las granjas podrían ser beneficiosos para todos

Agrivoltaics: los paneles solares en las granjas podrían ser beneficiosos para todos

Massachusetts está liderando la carga en instalaciones solares de doble uso, lo que hace posible el cultivo de algunos cultivos y animales de pasto mientras genera energía limpia.

Los paneles solares en los campos del Centro de Educación e Investigación de Cultivos de la Universidad de Massachusetts no se parecen a lo que la mayoría de nosotros espera. En lugar de acurrucarse cerca de la tierra, están montados a siete pies del suelo, con un amplio espacio para que los granjeros o las vacas vaguen por debajo. Los paneles están separados por espacios de dos y tres pies, en lugar de agruparse estrechamente. La luz fluye a través de estos espacios y, debajo, hileras de col rizada y coles de Bruselas reemplazan a la típica tierra desnuda o hierba.

Este arreglo inusual es uno de los primeros ejemplos de una instalación solar de doble uso, a veces llamada agrivoltaics. Es un conjunto fotovoltaico que se levanta lo suficientemente lejos del suelo y está espaciado de tal manera que algunos cultivos todavía pueden crecer alrededor y debajo de los paneles. El objetivo es ayudar a los agricultores a diversificar sus ingresos a través de la generación de energía renovable, manteniendo la tierra en uso agrícola y reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero.

"Esto parecería una gran cosa: puedes cultivar y utilizar el mismo espacio exacto para generar dinero de la producción solar", dijo Brad Mitchell, director ejecutivo adjunto de Massachusetts Farm Bureau Federation. "Pero todavía está en las primeras etapas".

La idea de producir energía solar y cultivar cultivos en la misma tierra ha existido por un tiempo. Existen instalaciones de demostración e investigación aisladas o previstas en Arizona, Japón y Francia. Sin embargo, en los últimos años, el concepto se ha vuelto más atractivo, ya que el precio de los paneles fotovoltaicos se ha desplomado, ha aumentado el interés en las energías renovables y ha aumentado la presión financiera sobre los pequeños agricultores. Y debido a que los paneles solares a menudo desplazan a la agricultura, causando tensión entre los dos usos de la tierra, se considera que los productos agrícolas pueden ser beneficiosos para todos.

Massachusetts está a la vanguardia del empuje. El estado ambicioso. objetivos de energía renovable—Los objetivos actuales requieren megavatios 3,600 de capacidad eólica y solar para el final de 2020, duplicando la salida actual del estado de los megavatios de 1,800: han generado un aumento en el interés por desarrollar proyectos solares, pero la alta densidad de población del estado significa que la tierra disponible es escasa.

Además, muchos defensores de los alimentos locales argumentan que una porción inadecuada de los alimentos consumidos en Massachusetts se cultiva allí. La corta temporada de crecimiento junto con los altos costos de mano de obra y tierra pueden hacer que la agricultura en Massachusetts sea una propuesta financiera precaria. Algunos defensores dicen que las instalaciones solares de doble uso tienen el potencial de aliviar varios de estos problemas a la vez.

Tradicionalmente, cuando los desarrolladores solares recurren a las tierras agrícolas para sus proyectos, la propiedad se alquila o se vende al desarrollador, se desmonta la capa superior del suelo y se montan los paneles sobre bases de concreto incrustadas en el terreno. Si bien el cambio aumenta la generación de energía renovable, debilita el suministro local de alimentos. Algunos condados Incluso han comenzado a prohibir desarrollos solares a gran escala en propiedades agrícolas como una forma de preservar la tierra.

Los desarrollos de doble uso son particularmente adecuados para las necesidades de Massachusetts, y el estado está aprovechando la oportunidad. La instalación de UMass, una asociación entre la empresa privada de energía solar Hyperion Systems y la universidad, alberga un proyecto de investigación único destinado a calcular exactamente cómo se comportan los diferentes cultivos cuando se cultivan debajo de paneles elevados. Y el nuevo programa de incentivos solares del estado, conocido como Solar Massachusetts Renewable Target (SMART), ofrece una compensación adicional para proyectos de doble uso.

"Por lo que sabemos, ningún otro lugar está haciendo lo que estamos haciendo", dijo Michael Lehan, asesor de Hyperion Systems.

Historia de origen de Agrivoltaics

La historia de los proyectos de doble uso en Massachusetts se remonta a 2008, cuando el propietario de la empresa de construcción Dave Marley instaló un panel solar en el techo de su sede en Amherst y rápidamente decidió que quería generar aún más energía. Cuando comenzó a considerar las tierras de cultivo como un lugar, Marley se determinó a encontrar una manera de evitar la interrupción del uso agrícola de la tierra.

"Siguió enfatizando, 'Quiero mantener la tierra viva y bien. No quiero cubrir la tierra '', dijo Gerald Palano, coordinador de energía renovable del Departamento de Recursos Agrícolas de Massachusetts.

En 2009, Marley se conectó con investigadores de UMass y en 2010 su visión se convirtió en realidad con la construcción de una matriz de paneles 70 en una granja de investigación en South Deerfield, Massachusetts. El año siguiente, Marley formó Hyperion Solar para perseguir este nuevo enfoque de la energía renovable. Marley murió en 2013, y su hijo James se hizo cargo del negocio.

Hoy en día, la instalación de doble uso que Dave Marley visualizó permanece en su lugar, avanzando sus metas. Los extremos inferiores de los paneles se elevan a siete pies del suelo y se elevan a los pies 15 en el aire. Están separados lo suficiente para permitir que la luz solar pase a través del campo de abajo y se puede desplazar horizontalmente para ajustar la brecha. Los paneles se apoyan en postes verticales con pies 10 incrustados en el suelo. No se usa concreto, por lo que el daño al suelo es limitado y completamente reversible.

"Lo que realmente importa a los agricultores es la tierra", dijo Lehan. "Y hay una mínima interrupción del suelo".

Desde que la serie entró en línea en 2011, Stephen Herbert, profesor de agronomía en UMass, ha estado estudiando el impacto de los paneles en el crecimiento de los cultivos. Sus resultados han sido alentadores.

Cuando cultivó pasto y otras plantas forrajeras para apoyar a las vacas en pastoreo, la tierra debajo de los paneles produjo más del 90 por ciento de volumen que la tierra que recibió sol directo. Para los productores de carne o productos lácteos, los arreglos agrivoltaicos son una "obviedad", dijo Hebert, entre bocados de una col de Bruselas fresca que sacó de un tallo debajo de un panel.

¿Puede Agrivoltaics trabajar?

Los primeros resultados sugieren que, cuando se cultivan debajo de los paneles, las verduras como los pimientos, el brócoli y la acelga suiza pueden producir aproximadamente 60 por ciento del volumen que producirían a pleno sol. Al mismo tiempo, un sistema de doble uso ofrece aproximadamente la mitad de la capacidad de generación de energía por acre de una instalación convencional, y los costos son más altos.

Sin embargo, si bien estos sistemas ofrecen menos generación de energía y menor productividad de los cultivos que los paneles solares o solo la agricultura, la combinación generalmente da sus frutos.

"Absolutamente", dijeron Lehan, Palano y James Marley, casi al unísono.

Hyperion estima que sus instalaciones de doble uso se pagan en unos ocho años, en condiciones promedio. Las subvenciones estatales y federales pueden acortar ese plazo.

Para ayudar a acelerar la adopción de este nuevo enfoque, Massachusetts está poniendo algo de dinero en juego. En noviembre, el estado lanzó el programa SMART, que paga a los propietarios de energía solar una tarifa base fija por cada kilovatio-hora de energía que generan. La cantidad que ganan se deduce del costo de la electricidad que extraen de la red cuando los paneles no producen suficiente energía. Si un propietario produce más energía de la que usa, puede aplicar esos créditos a las facturas futuras.

Las tarifas base para estas instalaciones solares varían desde centavos 15 a centavos 39 por kilovatio-hora, dependiendo del tamaño y la ubicación del desarrollo. Los proyectos que combinan paneles solares con la agricultura ganan un centavo 6 adicional por kilovatio-hora. En términos prácticos, eso significa que un sistema 1 de megavatios en tierras agrícolas, con paneles solares en posiciones fijas que podrían producir alrededor de 1.2 millones de kilovatios-hora de energía en un año, ganaría $ 72,000 adicionales para una factura eléctrica.

En las primeras seis semanas de SMART, cinco aplicaciones propusieron proyectos de doble uso y otras dos presentaron solicitudes de determinación previa, un paso anterior en el proceso. Varios desarrolladores más han preguntado sobre posibles desarrollos, dijo Palano. Los proyectos propuestos van desde los kilovatios 249 hasta los megavatios 1.6.

"Creemos que el nivel de interés está en los desarrolladores a gran escala y otros, pero el concepto es nuevo, por lo que necesitan invertir más tiempo para comprender mejor", dijo. "Estamos felices de ver el interés hasta ahora".

No todas las áreas agrícolas se beneficiarán de los productos agrícolas. Es posible que los costos y el esfuerzo adicionales no tengan sentido en una región que ya tiene un montón de espacio abierto no agrícola para albergar paneles solares, por ejemplo.

Agrivoltaics: los paneles solares en las granjas podrían ser beneficiosos para todos

Una matriz solar de doble uso en Massachusetts.

Sin embargo, en lugares como Massachusetts, Palano dijo que la tecnología solo será mejor y más útil. Ya está viendo interés en los paneles que se mueven para seguir el sol, maximizando su generación de energía. También espera un interés creciente en el almacenamiento, esencialmente baterías grandes que pueden acumular energía y ahorrar para usar cuando el sol no brilla. El futuro puede incluso incluir paneles translúcidos que dejen pasar más luz a las plantas que crecen debajo, agregó.

"Estamos diciendo, 'veamos si podemos llevar esto al siguiente nivel'", dijo Palano. "Estamos esperando la innovación".

Este artículo apareció originalmente en Civil Come

Sobre el Autor

Sarah Shemkus es una reportera y editora independiente que escribe sobre negocios, tecnología, comida y los lugares donde se reúnen. Su trabajo tal como apareció en The Boston Globe, El guardián, Pizarra, y otras publicaciones finas. Sus pasiones incluyen los mercados de agricultores, el océano, los datos, el queso cheddar, las novelas de misterio, la Radio Pública Nacional, la puntualidad, los viajes y la gramática adecuada. Sigue a Sarah en Twitter @shemkus.

Fotografía superior: tomates que crecen bajo paneles solares en la Universidad de Massachusetts. (Todas las fotos son cortesía de Hyperion Systems).

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