La energía solar fotovoltaica (PV), la forma más popular de energía renovable en las granjas, se está adoptando en todo el mundo. Los productores y procesadores de alimentos de todo el mundo tienen una larga tradición de utilizar la energía solar para producir y secar sus cultivos, y la energía solar fotovoltaica está aportando un toque moderno a nuestra relación con el sol. No es de extrañar que algunos de los mejores lugares del planeta para aprovechar la energía solar sean a menudo lugares ideales para la agricultura y la horticultura. Sin embargo, un diseño inteligente para el uso multipropósito de la tierra puede aliviar los conflictos reales o percibidos entre la producción de energía y la de alimentos. Los módulos solares pueden dar sombra a los cultivos cuando la intensidad de la luz excede las necesidades de estos, lo que reduce la evaporación del agua; pueden instalarse en edificios agrícolas para satisfacer las necesidades energéticas de las explotaciones; y pueden exportar electricidad de bajas emisiones de carbono para satisfacer una demanda más amplia de energía “verde” y la transición hacia una economía global con “cero emisiones netas”.

Utilizamos el término «agrivoltaica» en sentido amplio para describir cualquier combinación de actividad agrícola y producción de energía solar, pero fuera de los EE. UU., el término suele referirse más específicamente a la yuxtaposición estrecha de módulos solares y el uso de la tierra para fines agrícolas. Algunos ejemplos incluyen módulos fotovoltaicos instalados a una altura de varios metros para permitir el acceso a la tierra que se encuentra debajo por parte de maquinaria agrícola o ganado de gran tamaño, donde brindan protección contra tormentas o radiación solar excesiva, y la integración de sistemas solares fotovoltaicos en invernaderos para la protección de los cultivos.

Nos pusimos en contacto con diversos proyectos en tres continentes para informar sobre sus objetivos y sus perspectivas futuras.

Alrededor del 30 % de los agricultores británicos cuenta con sistemas de energía solar instalados en el techo o en el suelo. La Unión Nacional de Agricultores (NFU) aspira a que cada agricultor y productor tenga la oportunidad de convertirse en un exportador neto de energía de bajas emisiones de carbono. La disminución del costo de capital tanto de la energía solar como del almacenamiento de electricidad en baterías ha dado lugar a una creciente cartera de proyectos de instalaciones solares de diversos tamaños, incluyendo grandes proyectos de parques solares de 100 hectáreas (ha) y 1,000 ha, en gran medida independientes del apoyo de las políticas gubernamentales. La NFU informa a los agricultores de que la energía solar fotovoltaica puede implementarse en campos enteros, como pequeñas instalaciones montadas en el suelo alrededor de los bordes de los campos o adyacentes a los patios de las granjas, en edificios agrícolas y en los techos de las viviendas. La NFU alienta a los desarrolladores de parques solares a seguir las directrices de mejores prácticas para el uso multipropósito de la tierra, combinando la producción de energía, la gestión agrícola continua —como el pastoreo— y la creación de hábitats para la vida silvestre. La NFU prefiere claramente que el desarrollo de parques solares a gran escala se ubique en tierras agrícolas de menor calidad, evitando en la medida de lo posible los suelos más productivos y versátiles. Los sistemas solares instalados en techos en Gran Bretaña siguen ofreciendo una inversión sólida, con una rentabilidad simple del capital de entre el 10 % y el 25 % anual a los precios actuales de la electricidad, dependiendo de la cantidad de energía generada que se utilice en el lugar. A finales de 2021, alrededor del 70 % de los 14 gigavatios de capacidad de generación de energía solar del Reino Unido se encontraba en el sector agrícola.

Uso multipropósito del suelo: pastoreo de ovejas y setos de vegetación natural alrededor de un gran parque solar (de 44 megavatios) cerca de Haverfordwest, en el Reino Unido. Crédito de la foto: Jonathan Scurlock

En los Países Bajos, el proyecto Symbizon en Almere, cerca de Ámsterdam, ha reunido a una empresa sueca de energía con investigadores holandeses y una granja orgánica privada para construir un parque solar de 700 kilovatios con franjas alternadas de módulos fotovoltaicos y hileras de cultivos. A partir de la primavera de 2023, se investigará la producción de hierbas aromáticas, y es posible que se incluyan en este estudio piloto las papas, los frijoles, la remolacha, el brócoli y los granos. Los módulos solares bifaciales giratorios captarán la luz reflejada por el suelo y los cultivos.

Cerca de allí, en Alemania, Goldbeck Solar es una empresa innovadora en estructuras agrivoltaicas solares. La empresa ha desarrollado un sistema de arcos solares fotovoltaicos que se deslizan sobre rieles laterales, lo que permite a los agricultores proteger o exponer diversos cultivos. Por lo general, están orientados de este a oeste para obtener el máximo rendimiento de energía solar; los arcos tienen una envergadura de hasta 9 metros y una altura de entre 2,5 y 3 metros, lo que permite un cierto control sobre la temperatura, la humedad y la luz. Estos módulos agrivoltaicos también pueden brindar refugio al ganado frente a condiciones climáticas extremas, como altas temperaturas y granizo. Actualmente, los módulos se encuentran en fase de pruebas en el proyecto Sunbiose, de cuatro años de duración, en los Países Bajos, donde ya se había logrado cultivar frambuesas bajo el refugio parcial de módulos solares fotovoltaicos. 

Los sistemas agrivoltaicos se están probando en África Oriental, donde su sombra puede reducir el estrés térmico y la pérdida de agua, y podrían mejorar los ingresos de los agricultores en comunidades rurales desfavorecidas. En 2022 se inauguró una instalación experimental en Insinya, Kenia, gracias a una alianza con las universidades de Sheffield, York y Teesside del Reino Unido, el Instituto del Medio Ambiente de Estocolmo, World Agroforestry, el Centro de Investigación en Energía y Conservación de Energía y el Centro Africano de Estudios Tecnológicos. Se han instalado unos 180 módulos fotovoltaicos, cada uno de 345 vatios, a unos 3 metros sobre el suelo, lo que permite cultivar una variedad de cultivos a la sombra, protegidos del intenso sol ecuatorial. Geoffrey Kamadi, de The Guardian, informa que los beneficios incluyen un mayor rendimiento de la col, la berenjena y la lechuga; una reducción de la pérdida de agua; y una disminución de las altas temperaturas diurnas y del daño causado por los rayos UV.

El desarrollo de proyectos agrivoltaicos a pequeña escala (menos de 0,1 ha) ha avanzado rápidamente en Japón, donde en 2019 representaron el 0,8 % de la energía solar total generada en el país. Japón cuenta quizás con el mayor número de granjas agrivoltaicas hasta la fecha, en las que se cultivan más de 120 especies de plantas. La Red Solarsharing ofrece un catálogo de 27 cultivos agrícolas (Solar Sharing for FUN | SOLAR SHARING NETWORK | Asociación Japonesa de Solar Sharing (solar-sharing.org)) y sus necesidades de luz. Entre los sistemas de cultivo innovadores se encuentra el del té, según Makoto Tajima y Tetsunari Lida, del Instituto de Políticas de Energía Sostenible.

Un proyecto piloto de agrivoltaica en Nueva Zelanda busca plantas con flores de crecimiento bajo, como el alyssum, para atraer a las abejas y reflejar la luz hacia las hileras de módulos fotovoltaicos bifaciales. La elevada demanda energética de los sistemas de riego puede beneficiarse de la energía solar generada en la propia granja. En Nueva Zelanda, al igual que en EE. UU., el Reino Unido y Australia, las ovejas y otros animales de pequeño tamaño pastan bajo los módulos solares, lo que evita la necesidad de cortar el pasto. Como señala el reportero neozelandés Delwyn Dickey, el éxito de estos sistemas agrivoltaicos a gran escala (es decir, los parques solares) puede depender de que se insista en el uso dual del suelo durante el proceso de autorización y de la disposición de las empresas de desarrollo de energía solar a adoptar dicho uso dual.

Es evidente que, desde la integración a pequeña escala y de carácter íntimo de la energía solar fotovoltaica con la producción agrícola hasta el uso multipropósito de la tierra en los parques solares más grandes, las ventajas de aprovechar dos veces la energía del sol se reconocen en todo el mundo. El futuro de la agrivoltaica es, sin duda, prometedor.