Los seguidores solares elevados ofrecen una solución agrisolar compatible y de alta eficiencia para agricultores y ganaderos

Los agricultores y ganaderos de todo Estados Unidos están cada vez más interesados en participar en iniciativas de energía solar. La agrivoltaica puede significar no solo una energía más limpia, sino también un ahorro en los gastos operativos, así como la oportunidad de generar una fuente de ingresos adicional mediante la venta de la energía a las empresas de servicios públicos o directamente a los compradores a través de programas solares comunitarios.

Las opciones disponibles para la energía agrisolar son los sistemas solares instalados en el techo de los invernaderos, los sistemas fijos instalados en el suelo y los seguidores solares elevados. Veamos las diferencias, las ventajas y las desventajas de cada tipo.

Sistemas agrisolares instalados en el techo de invernaderos
Los paneles solares fijos instalados en los techos de los invernaderos suelen ser la solución agrivoltaica menos eficiente de todas y presentan limitaciones que dependen de la ubicación y la orientación del techo de la estructura. La ubicación ideal para los paneles solares en EE. UU. es la orientación hacia el sur, siendo la orientación hacia el oeste una opción secundaria.

En los últimos años, la popularidad de los sistemas solares instalados en los techos de los invernaderos ha aumentado, ya que estos edificios suelen construirse con orientación hacia el sur. Esta opción tiene el inconveniente inesperado de que tiene un impacto notablemente negativo en los rendimientos y la producción de energía. Un estudio de la Universidad de Arizona reveló que, cuando la mitad del techo de un invernadero se cubría con paneles solares convencionales, la producción de cultivos se reducía en un 64 % y la productividad de los paneles era un 84 % menor.

solar fijo montado en el sueloLos paneles solares montados en el suelo a baja altura son una opción ligeramente más eficiente. Disponibles en diferentes alturas, los paneles se instalan en hileras de estructuras metálicas: los sistemas típicos de montaje en el suelo a baja altura miden de 1 a 3 pies de altura, mientras que los de montaje en el suelo a gran altura comienzan a partir de unos 6 a 7 pies de altura. Un sistema solar montado en el suelo tiene la ventaja de contar con costos de instalación relativamente bajos, pero la compleja estructura de soporte puede limitar en gran medida el acceso y el uso agrícola del terreno que se encuentra debajo y entre los paneles solares.

Solo ciertos cultivos de bajo crecimiento que, por lo general, se cultivan y cosechan a mano (como la lechuga, la acelga, la remolacha, la espinaca y los jitomates) se pueden cultivar fácilmente debajo de paneles solares fijos. Sin embargo, el acceso para la maquinaria agrícola se limita al espacio entre las hileras y solo si la instalación está diseñada para ello. El espacio alrededor y debajo de un sistema montado en el suelo también puede utilizarse como área de pastoreo para el ganado. No obstante, el pastoreo solo se recomienda para animales más pequeños, como ovejas y cabras, a fin de evitar daños a los paneles o a la estructura de soporte.  

Las ventajas de los sistemas fijos instalados en el suelo se derivan de su uso con cultivos de bajo crecimiento y que se benefician de la sombra. Los beneficios son particularmente notables en regiones con climas cálidos y secos, como el suroeste de Estados Unidos. Diversos estudios han demostrado que la sombra que proyectan los paneles solares puede mantener e incluso aumentar el rendimiento de los cultivos, al tiempo que reduce el consumo de agua, una opción especialmente bienvenida para las granjas en las zonas de Estados Unidos donde la sequía es común y los derechos de agua están cambiando.

Seguidores solares elevados
Los sistemas solares con seguimiento elevado son la solución más novedosa y, posiblemente, la más eficiente para los proyectos agrisolares, gracias a su diseño único de seguimiento y a su estructura elevada. Los seguidores solares de doble eje cuentan con un mecanismo de accionamiento que mueve los conjuntos de paneles a lo largo de los ejes este-oeste y norte-sur, lo que maximiza el tiempo durante el cual los paneles reciben exposición solar directa. Gracias a su capacidad para seguir la ubicación exacta del sol a lo largo del día, los seguidores solares de doble eje ofrecen un aumento en la generación de energía del 50 % o más en comparación con los sistemas de energía solar fijos que cuentan con el mismo número y tipo de paneles.  

Gracias a la producción maximizada de energía solar por panel, su reducido espacio ocupado, su estructura robusta y el uso continuo y completo del terreno, los seguidores solares de doble eje montados en postes son también la opción más adaptable para la generación de energía solar en sistemas agrivoltaicos. Los seguidores solares elevados de un solo poste, como los seguidores solares de doble eje elevados de Stracker Solar, permiten el uso completo del terreno debajo de la instalación solar. Estos seguidores de alta eficiencia cuentan con una distancia mínima al suelo de 13.6 pies y una base de montaje de apenas 5 pies cuadrados, lo que permite un fácil acceso para todo tipo de equipo agrícola. Además, dado que se necesitan menos de estos seguidores solares de alta eficiencia para generar la cantidad deseada de energía en comparación con sus contrapartes fijas, basta con un área más pequeña para la instalación solar. Los seguidores solares elevados de doble eje de Stracker ofrecen hasta un 70 % más de producción de energía en comparación con los sistemas de energía solar fijos del mismo tamaño. Permiten acceder a la generación de energía solar al tiempo que evitan los inconvenientes financieros asociados con comprometer el uso de la tierra o el rendimiento de los cultivos.

Conclusión:
Los seguidores solares elevados son ideales para uso agrícola, pero no todos son iguales. Dadas las opciones actuales para invertir en agrisolar, los seguidores solares de doble eje elevados sobre postes ofrecen la mayor flexibilidad y las tasas más altas de generación de energía disponibles en la actualidad. Estos gigantescos «girasoles mecánicos» permiten aprovechar al máximo el terreno debajo del sistema, ya que dan cabida a cultivos y ganado de todo tipo y tamaño, incluyendo trigo, maíz y vacas. La maquinaria agrícola de gran tamaño para el cultivo del suelo, la cosecha y el procesamiento de los cultivos puede operar debajo de los paneles. Los seguidores solares elevados también permiten la instalación en terrenos irregulares, montañosos o de difícil acceso.

Sin embargo, los seguidores solares de doble eje elevados varían mucho en cuanto a diseño, materiales, rendimiento y durabilidad.

Algunos seguidores solares de dos ejes se fabrican con componentes de aluminio, más baratos pero menos confiables, para reducir los costos, mientras que otros están fabricados íntegramente con acero estructural. Las condiciones ambientales a las que debe resistir una instalación durante 30 años o más, manteniendo al mismo tiempo un rendimiento óptimo, exigen un alto grado de estabilidad y resistencia del material, cualidades que caracterizan al acero estructural.

La tolerancia de los materiales es otro aspecto clave del diseño de los seguidores solares que no admite concesiones. La calidad de construcción de los seguidores solares viene determinada por la forma en que se conectan las diferentes partes del núcleo de accionamiento, así como los pernos y las placas, en cada etapa del proceso, hasta llegar a la base. Si las conexiones están flojas y los acoplamientos son débiles —lo cual podría deberse a materiales de menor calidad—, un seguidor podría perder con el tiempo su capacidad para realizar un seguimiento preciso y funcionar de manera segura.

El componente más complejo, vulnerable y costoso de los seguidores solares de doble eje es el mecanismo central de accionamiento. Algunos fabricantes utilizan motores hidráulicos y actuadores lineales, los cuales pueden ser fuente de diversos problemas. Un ejemplo típico es la fuga en el tanque hidráulico, lo que hace que el seguidor deje de moverse hasta que se reemplace. Estos sistemas de accionamiento suelen estar fabricados con acero galvanizado y aluminio, aunque también cuentan con componentes de plástico, y no cumplen con los requisitos de los códigos estructurales de muchos estados. Los accionamientos giratorios son una solución más duradera; sin embargo, son menos los fabricantes que los utilizan porque son más caros y requieren un mayor nivel de precisión para su instalación. Los seguidores solares elevados de Stracker Solar están construidos íntegramente con acero estructural y cada unidad utiliza dos robustos accionamientos giratorios de accionamiento eléctrico que garantizan décadas de rendimiento sólido.

Los materiales de alta calidad, el diseño confiable y la precisión en el ensamblaje marcan una gran diferencia en el rendimiento y la durabilidad de los seguidores solares de dos ejes. Sin embargo, no es posible revisar todos los tornillos y pernos antes de tomar la decisión de compra. ¿Cómo se puede tener la certeza de que el seguidor solar elevado elegido funcionará bien a largo plazo?

Ahí es donde entra en juego la garantía estructural.

Al calcular el retorno de la inversión, es necesario considerar con mucho cuidado la garantía del producto que lo acompaña. El retorno de un sistema con una garantía de 10 años es muy diferente al de un sistema con una garantía de 30 años. Dado que, una vez que vence la garantía de 10 años, los agricultores y ganaderos serán responsables del costo de la resolución de problemas y la reparación de cualquier defecto estructural, lo cual puede reducir significativamente su retorno a largo plazo. Especialmente si tomamos en cuenta que los fabricantes que solo ofrecen una garantía de 10 años probablemente lo hacen porque saben que la tasa de fallas de sus sistemas más allá de los 10 años es demasiado alta. Stracker Solar se distingue por ofrecer una garantía estructural de 30 años en sus seguidores solares elevados de doble eje.

Investigar a fondo los seguidores solares de doble eje elevados disponibles y otros sistemas fotovoltaicos aplicables, comparar sus características clave y considerar los datos de producción de energía y los costos son pasos muy importantes antes de decidirse por una solución agrivoltaica.

A medida que Estados Unidos avanza hacia un futuro con cero emisiones de carbono, las granjas y los ranchos tienen la oportunidad de convertirse en sitios principales para instalaciones solares a escala comunitaria y de servicios públicos, con un apoyo cada vez mayor de fondos del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA). Los seguidores solares elevados ofrecen una opción atractiva para las explotaciones agrícolas que buscan aprovechar la energía solar para reducir los gastos operativos y/o establecer una fuente de ingresos secundaria confiable.

Todas las fotos son cortesía de Stracker Solar.