En la azotea del flamante Edificio Hydro, ubicado en el campus Spur de la Universidad Estatal de Colorado, se encuentra uno de los primeros sistemas agrivoltaicos del mundo. El sistema, de 46 kW, es una instalación fija orientada hacia el sureste. La mitad del sistema cuenta con paneles monocristalinos monofaciales, mientras que la otra mitad tiene paneles bifaciales. La infraestructura de la azotea se completó en abril de 2023 y, más tarde ese mismo mes, se procedió a la siembra de cultivos. La Dra. Jennifer Bousselot es profesora adjunta de Horticultura y Arquitectura Paisajística en la Universidad Estatal de Colorado y la investigadora principal del proyecto agrivoltaico en la azotea. Se han plantado diversas parcelas experimentales bajo cada tipo de panel, junto con una parcela de control expuesta al sol, que incluye experimentos de rendimiento con chiles, hierbas medicinales, verduras de hoja verde y parcelas de pradera sembradas.

La Dra. Jennifer Bouselot muestra el jardín de pradera sembrada en el edificio CSU:Spur Terra.

Estar ubicado en un techo presenta aún más desafíos que un sitio agrivoltaico típico. Las cargas de viento en un techo dificultan la instalación de un sistema de seguimiento, y el conjunto de paneles solares requiere perforaciones en la membrana en cada poste o un sistema de lastre debajo del sustrato del suelo para garantizar que los paneles estén bien sujetos. El riego también es más complicado, ya que los techos verdes cuentan con un sustrato bien drenado. Esto hace que el riego por goteo sea ineficaz, ya que el agua se mueve demasiado rápido a través del perfil del sustrato como para que las raíces puedan absorberla. Los costos de instalar sistemas agrivoltaicos en azoteas aumentan considerablemente debido a los mayores gastos de ingeniería y a las dificultades para transportar e instalar todos los materiales a gran altura.

Parcelas experimentales de hierbas medicinales y chiles bajo los paneles solares monofaciales.

Obviamente, este sitio agrivoltaico aún se encuentra en sus primeras etapas, pero ya se observaron algunas diferencias. Según las mediciones, la luz disponible era mayor bajo los paneles monofaciales que bajo los bifaciales. En el experimento con chiles, las plantas agrivoltaicas presentaron una reducción en la concentración de clorofila (debido a la menor cantidad de luz), pero también una disminución en la conductancia estomática (un indicador del consumo de agua). La altura de las plantas de chile también se vio afectada; las plantas eran hasta 5 cm más bajas a pleno sol en comparación con las que se encontraban bajo los paneles. Lo mismo ocurrió en el experimento con verduras de hoja verde., —Las hojas verdes (como la col rizada, la acelga, la rúcula, la espinaca y la lechuga) que se encontraban debajo de los paneles solares eran más grandes en comparación con las que estaban expuestas a pleno sol. Las plantas que estaban a la sombra crecieron más en altura y desarrollaron hojas más grandes para captar la cantidad necesaria de luz solar.

Plantas de manzanilla en un sistema agrivoltaico (izquierda) frente a un cultivo a pleno sol (derecha).

La floración de las plantas medicinales pareció retrasarse en las plantas agrivoltaicas en comparación con las que se cultivan a pleno sol, como se observa en la foto de arriba. En el lado positivo, el contenido de pigmentos (una medida de la potencia) de las hierbas fue ligeramente mayor en las plantas agrivoltaicas. Apenas hemos completado parte de la primera temporada de cultivo y aún queda por recopilar más datos, pero es interesante destacar algunos de los primeros resultados.  

La incorporación de sistemas agrivoltaicos en los techos ofrece una sinergia innovadora entre la energía renovable y la agricultura sostenible. Estos sitios pueden convertir a los espacios urbanos no solo en consumidores de recursos, sino también en contribuyentes activos tanto a la producción energética como a la agrícola. Al aprovechar la energía del sol mediante paneles solares y, al mismo tiempo, cultivar plantas comestibles y útiles, este enfoque innovador puede maximizar el uso del suelo, reducir el efecto de isla de calor urbano y fomentar la producción local de alimentos.

En el techo del campus Spur de la Universidad Estatal de Colorado crecen diversas variedades de plantas de chile bajo los paneles solares.

Fotos cortesía de Allison Jackson, Centro de Aprendizaje Agrivoltaico de Colorado.