Según pv Magazine - 20 DE FEBRERO DE 2023 BEATRIZ SAN TOS

Investigadores estadounidenses están estudiando cómo los sistemas agrovoltaicos montados en rastreadores de montaje en tierra de un solo polo afectan la lluvia y la redistribución de la luz en una instalación de 1,2 MW en pastizales en Boulder, Colorado.

Los científicos de la Universidad Estatal de Colorado están investigando cómo la redistribución de la lluvia y la luz causada por agriLos sistemas voltaicos montados en seguidores de un solo eje pueden afectar el crecimiento de los pastizales sin riego. El estudio es parte del proyecto Sistema de electricidad fotovoltaica y agrícola de colocación sostenible (SCAPES), financiado por el Departamento de Agricultura de EE. UU.

“Lo que encontramos es que en los bordes de goteo de los módulos, dependiendo de si se está inclinando hacia el este o hacia el oeste cuando llueve, puede obtener entre dos y cinco veces la cantidad de precipitación arrojada en un lugar, El estudiante de doctorado Matthew Sturchio le dijo a pv magazine. “Si quieres cuantificar eso para Colorado, se trata de cambiar la precipitación anual de 350 mm a 1200 mm de lluvia. Cuando haces eso, realmente puedes mejorar la cantidad de humedad del suelo que permanece durante la temporada, en lugar de dejar que se evapore”.

Sturchio y su equipo están realizando investigaciones en Jack's Solar Garden, un jardín solar comunitario de 1,2 MW en Boulder, Colorado. El proyecto se instaló en 2020 y cuenta con más de 3200 módulos fotovoltaicos monocristalinos de 380 W del fabricante solar con sede en Vietnam Boviet Solar. Los paneles están montados sobre seguidores de un solo eje, un tercio de ellos a 2,4 metros de altura y los otros dos tercios a 1,8 metros.

Colorado tiene un clima semiárido, con precipitaciones más intensas y temperaturas que rondan los 35 C por las tardes. Las temperaturas por la mañana rondan los 22 C. Los rastreadores se inclinan hacia el este por la mañana y hacia el oeste por la tarde, siguiendo al sol. Cuando llueve, este movimiento simula las condiciones de grandes lluvias en cualquiera de los bordes, con más agua cayendo en el borde oeste debido a los mayores volúmenes de lluvia en la tarde.

En consecuencia, el equipo de investigación originalmente esperaba que el borde de goteo oeste mostrara una mayor productividad de los pastizales. En cambio, encontraron que el borde este, con menor humedad del suelo, tiene un mayor crecimiento de pastizales.

Colocaron sensores de humedad en el terreno y descubrieron que hay una franja de 40 cm a 60 cm de ancho que se beneficia del aumento de la humedad del suelo de los bordes de goteo. Los experimentos mostraron que la temperatura del aire y la sequedad también afectan la productividad de los pastizales dentro y fuera de esa franja.

La temperatura óptima para la pradera que crece en Jack's Solar Garden está mucho más cerca de los 30 C que de los 35 C registrados por las tardes, según Sturchio. “Si supera los 30 grados, está reduciendo la cantidad de fotosíntesis que puede ocurrir para esa planta”, dijo.

El equipo descubrió que las temperaturas más bajas del aire y la menor sequedad del aire en la mañana compensan la menor humedad del suelo, lo que lleva a una mayor productividad en el borde este.

La sombra proporcionada por los paneles solares también demostró aumentar la productividad.

“Normalmente, te imaginas que los pastizales están adaptados para lidiar con mucha luz durante todo el día”, dijo Sturchio. “Pero descubrimos que si hace sombra durante la mitad del día con el panel solar, mejora la eficiencia fotosintética. Tienes mayores tasas de fotosíntesis cuando el sol está disponible porque tienes un fotoperíodo más corto”, explicó.

Además, un fotoperíodo más corto da como resultado una menor evapotranspiración de las hojas, lo que reduce la cantidad de agua perdida. Esto podría resultar crucial para mantener la productividad de los pastizales durante los períodos de sequía, según Sturchio. El equipo espera probar la hipótesis si Colorado experimenta un período de sequía en el futuro.

La instalación en Jack's Solar Garden está diseñada para maximizar la producción de electricidad, sin mucho espacio entre las filas de paneles. El equipo descubrió que el suelo fuera de la franja del borde este u oeste se comporta más como el espacio entre las filas de paneles, y las condiciones entre las dos franjas son más similares a las condiciones directamente debajo de los paneles solares.

También observaron que las hojas de las plantas debajo de los paneles solares son 4 C más frías. “Hay muchas plantas que pueden beneficiarse de esta temperatura más baja en pleno verano en Colorado”, dijo Sturchio.

En general, el diseño actual conduce a un 9 % menos de producción de césped, lo que se atribuye principalmente al espacio directamente debajo del panel solar. Las ganancias económicas de la producción de electricidad compensan en gran medida la producción de cultivos ligeramente inferior, según Sturchio.

“Pero si espaciamos los paneles solares a 15 metros de distancia, se obtiene un aumento del 6 % en la productividad en un año lluvioso”, afirmó.

En el futuro, el proyecto SCAPES tiene como objetivo desarrollar agrovoltaicos en agroecosistemas degradados.

El equipo cree que su comprensión de los efectos de los sistemas agrovoltaicos de un solo eje sobre la precipitación y la redistribución de la luz y los consiguientes impactos en la productividad de los cultivos puede ayudar a restaurar la tierra degradada por el sobrepastoreo, las prácticas agrícolas y la escasez de agua.