L'agrovoltaica, la pràctica de col·locar instal·lacions solars al costat de terres de cultiu, s'està adoptant amb més freqüència arreu del món com una forma d'introduir energia neta distribuïda sense comprometre l'ús del sòl.
Segons la investigació de la Universitat Estatal d'Oregon, la coubicació de l'energia solar i agrícola podria proporcionar el 20 per cent de la generació total d'electricitat als Estats Units. Segons els investigadors, la instal·lació a gran escala d'agrovoltaics podria comportar una reducció anual de 330 mil tones d'emissions de diòxid de carboni amb un impacte "mínim" en els rendiments dels cultius.
Segons l'estudi, es necessitaria una àrea de la mida de l'estat de Maryland perquè l'agrovoltaica cobreixi el 20 per cent de la generació d'electricitat als Estats Units. Això són unes 13,000 milles quadrades, o l'1 per cent de la superfície agrícola actual dels EUA. A escala mundial, s'estima que l'1 per cent de totes les terres de cultiu podria produir l'energia que el món necessita si es converteix en solar fotovoltaica.
Hi ha moltes maneres d'instal·lar panells agrovoltaics. Un dels mètodes més comuns és elevar la instal·lació per deixar espai perquè l'equip agrícola o el bestiar puguin moure's lliurement per sota. Un altre disseny de moda és orientar els panells fotovoltaics verticalment, deixant amplis espais oberts entre les files de panells.
United States
A Somerset, Califòrnia, es van instal·lar panells solars verticals Sunzaun de disseny alemany en una vinya. L'instal·lador Sunstall va desenvolupar la instal·lació, formada per 43 mòduls de 450 W connectats a un microinversor i dues bateries.
El disseny minimalista utilitzava forats als marcs dels mòduls per fer una fixació senzilla a dos piles, cosa que evitava la necessitat d'un sistema de prestatgeries pesat. Els mòduls solars bifacials produeixen energia als dos costats de la matriu orientada verticalment.
En els sistemes tradicionals dissenyats amb orientació horitzontal, els rails utilitzats per muntar els panells al sistema de prestatgeries solen tallar-se per adaptar-se a la mida prevista del panell. Si la mida del panell canvia un cop s'ha completat l'adquisició de tots els altres components, el projecte pot experimentar retards mentre es redissenyen els rails per adaptar-se a la mida del panell actualitzada. El disseny Sunzaun permet adaptar-se fàcilment a un canvi en la mida del panell ajustant la distància entre cada pila. També és possible ajustar l'alçada dels panells des del terra si cal.
Germany
Científics de la Universitat de Ciències Aplicades de Leipzig han estudiat l'impacte potencial del desplegament massiu de sistemes fotovoltaics verticals orientats a l'oest-est al mercat energètic alemany. Han comprovat que aquestes instal·lacions podrien tenir un efecte beneficiós en l'estabilització de la xarxa del país, alhora que permeten una major integració amb les activitats agrícoles que les centrals fotovoltaiques convencionals a terra.
Els científics van trobar que els sistemes fotovoltaics verticals poden canviar el rendiment solar cap a les hores de major demanda d'electricitat i la majoria del subministrament d'electricitat durant els mesos d'hivern, reduint així la restricció solar.
”Si s'integra un emmagatzematge d'electricitat d'1 TW de potència de càrrega i descàrrega i 1 TWh de capacitat en el model del sistema energètic, l'efecte es redueix a un estalvi de CO2 de fins a 2.1 Mt/a amb el 70 per cent dels mòduls verticals orientats des de l'est. a l'oest i un 30 per cent inclinat cap al sud", van dir. "Finalment, tot i que pot semblar poc realista per a alguns aconseguir una taxa del 70 per cent de les centrals elèctriques verticals, fins i tot una taxa més baixa té un impacte beneficiós".
Japó
Al Japó, Luxor Solar KK, una filial del fabricant alemany de mòduls Luxor Solar, va construir un sistema fotovoltaic vertical de 8.3 kW a l'aparcament d'una fàbrica de processament d'arròs propietat d'Eco Rice Niigata.
"Els cotxes s'estacionaran entre els sistemes verticals"", va explicar Uwe Liebscher, director general de Luxor Solar KK, a la revista PV. "L'objectiu d'aquest sistema és mostrar la durabilitat durant l'hivern i el rendiment energètic addicional a causa del reflex de la neu". Niigata, en canvi, és coneguda per ser una zona de gran càrrega de neu, amb fins a 2 o 3 metres de neu a l'hivern”.
El sistema orientat al sud inclou els mòduls solars d'heterounió de Luxor Solar, així com sistemes de muntatge de l'especialista en fotovoltaica vertical alemany Next2Sun i inversors de la japonesa Omron. El conjunt vertical subministrarà electricitat a una fàbrica de processament d'arròs situada al costat del sistema. La ciutat de Nagaoka va finançar el projecte amb 2 milions de iens (14,390 dòlars).
“Una instal·lació vertical utilitza només un espai mínim de les terres de cultiu, alhora que manté més del 85 per cent de la llum que arriba als cultius, la qual cosa assegura un equilibri òptim entre l'energia solar i l'agricultura, quelcom crucial al Japó”, explica. "Això ens permet construir sistemes agrovoltaics en terres de cultiu d'utilitat pública, com ara blat, patates o arròs, a gran escala".
França
A França, TotalEnergies i InVivo, especialista en agrovoltaica, han llançat un demostrador vertical d'agrovoltaica de 111 kW. TotalEnergies va dir que la instal·lació pilot investigarà l'impacte dels panells solars en el rendiment agrícola, així com la biodiversitat, l'emmagatzematge de carboni i la qualitat de l'aigua del lloc.
"Estem convençuts que les sinergies desenvolupades entre la producció d'electricitat verda, el biogàs i l'agricultura són una de les respostes per garantir la nostra independència energètica i alimentària", va dir Thierry Muller, CEO de TotalEnergies Renouvelables France.
Suècia
Científics de la Universitat de Mälardalen (Suècia) han desenvolupat un model de dinàmica de fluids computacional (CFD) que facilita l'anàlisi de microclimes en projectes fotovoltaics verticals. Les simulacions CFD s'utilitzen per resoldre equacions complexes sobre el flux de sòlids i gasos a través i al voltant dels cossos, que es poden utilitzar per analitzar microclimes dins dels sistemes agrovoltaics.
"Els models de sistemes agrivoltaics (AV) s'utilitzaran amb freqüència per al disseny de nous sistemes AV, així com per a la presa de decisions, ja que els canvis microclimàtics es poden analitzar/predir en funció de la ubicació i la solució del sistema AV", va dir l'investigador Sebastian Zainalli. va dir a pv magazine.w
L'estudi va observar una disminució del 38 per cent en la intensitat de la radiació solar a les zones del sòl ombrejades pels mòduls fotovoltaics verticals.
Principis clau
El Laboratori Nacional d'Energies Renovables dels EUA va oferir cinc principis per a l'èxit de l'agrovoltaica, que inclouen:
Condicions climàtiques, edafològiques i ambientals: Les condicions ambientals d'un lloc han de ser adequades tant per a la generació solar com per als cultius o coberta vegetal desitjada.
Configuracions, tecnologies solars i dissenys: L'elecció de la tecnologia solar, la disposició del solar i altres infraestructures poden afectar tot, des de la quantitat de llum que arriba als panells solars fins a si un tractor, si cal, pot passar per sota dels panells. “Aquesta infraestructura estarà en el terreny durant els propers 25 anys, així que s'ha de fer bé per a l'ús previst. L'èxit del projecte dependrà d'això", diu James McCall, investigador de NREL que treballa a InSPIRE.
Selecció de cultius i mètodes de cultiu, dissenys de llavors i vegetació i enfocaments de gestió: els projectes agrovoltaics haurien de seleccionar cultius o cobertures del sòl que prosperin sota els panells en el seu clima local i que siguin rendibles als mercats locals.
Compatibilitat i flexibilitat: l'agrovoltaica s'ha de dissenyar de manera que s'adapti a les necessitats conflictives dels propietaris d'instal·lacions solars, operadors solars i agricultors o propietaris de terres per permetre activitats agrícoles eficients.
Col·laboració i associacions: perquè qualsevol projecte tingui èxit, la comunicació i la comprensió entre grups és fonamental.
Una font: https://www.pv-magazine-mexico.com