Campos de frutillas para siempre, y con fotovoltaica transparente

Investigadores de la Universidad Western de Canadá han probado el crecimiento de las frutillas de la variedad Delizz bajo paneles fotovoltaicos con distintos niveles de transparencia.

Construyeron una réplica de las condiciones exteriores de Londres, Ontario, y luego midieron el peso fresco de las frutillas, la altura de la planta, el recuento de hojas y el recuento de flores. Además, también han calculado la cantidad de electricidad que la agrivoltaica de la frutilla puede producir en Canadá y en todo el mundo.

«El objetivo de este estudio era evaluar el impacto de la variación de la transparencia fotovoltaica en la producción y el crecimiento de la frutilla con módulos de teluro de cadmio (Cd-Te) de película delgada y evaluar el potencial de la agrivoltaica como solución sostenible para la producción de frutillas en climas septentrionales», declaró a pv magazine el autor correspondiente, Uzair Jamil. «Se trata del primer estudio agrivoltaico sobre la frutilla que calcula su rendimiento en climas septentrionales con módulos fotovoltaicos de Cd-Te».

La sala controlada que diseñó el equipo constaba de un ciclo de 16 horas de luz diurna y 8 horas de oscuridad. Las temperaturas diurnas se mantuvieron a 25 ºC, mientras que las nocturnas se mantuvieron a 19 ºC, reflejando el clima estival medio de Londres de mayo a agosto. Se utilizaron cuatro lámparas de sodio de alta presión (HPS) de 600 W para mejorar la iluminación natural.

Todos los paneles fotovoltaicos tenían las mismas medidas: una longitud de 1.200 mm, una anchura de 600 mm y un grosor de 7 mm. Se diferenciaban en su nivel de transparencia y, por tanto, en su potencia nominal máxima. El panel con un 10% tenía una potencia de 72 W, el de 30% de transparencia tenía 56 W, y el de 40% tenía 58 W. Los paneles con transparencias del 50%, 60%, 70% y 80% tenían una potencia máxima nominal de 40 W, 32 W, 24 W y 16 W, respectivamente.

«Se cultivaron seis réplicas de plantas de frutilla bajo cada módulo, mientras que ocho réplicas se cultivaron sin módulos para servir de control, todas plantadas en macetas de 3,8 L», explicó el grupo. «Tanto los grupos experimentales como los de control se alojaron en el mismo bioma. El medio de cultivo para todas las plantas fue suelo ProMix BX».

El montaje experimental
Imagen: Western University, Energía solar, CC BY 4.0

El experimento comenzó el 20 de febrero de 2024; los datos se recogieron a lo largo de 112 días. Según los resultados, el peso fresco medio de las frutillas de control fue de hasta 50,8 g. El módulo con 10% de transparencia tuvo por debajo un peso fresco de hasta 9,5 g, el de 30% tuvo 15 g, el de 40% tuvo 25,5 g, el de 50% tuvo 20 g, el de 60% se desempeñó con 19,5 g, el de 70% con 51,7 g y el de 80% de transparencia tuvo un peso fresco medio de 30,7 g.

«Los resultados indican que las frutillas cultivadas bajo módulos fotovoltaicos de 70% de transparencia exhibieron un peso fresco 140,6% del control promedio», dijo el grupo. «Además, se observaron rendimientos superiores al 80% del control con módulos FV transparentes al 40%, 50% y 80%, lo que hace que su despliegue sea legal para las zonas que tienen una política agrivoltaica basada en mantener un rendimiento superior al 80%».

Basándose en sus datos, los académicos realizaron un análisis estadístico que demostró que la tasa de transparencia influye en el rendimiento del crecimiento. Este análisis encontró una fuerte correlación positiva entre la radiación fotosintéticamente activa (PAR) medida y el peso fresco de la frutilla, con un coeficiente de correlación de Pearson (r) de 0,693. La PAR representa la porción de luz que las plantas utilizan para la fotosíntesis.

Además, los investigadores utilizaron sus resultados y el programa informático System Advisor Model (SAM) para calcular el potencial de generación de electricidad de las explotaciones agrivoltaicas de frutillas en Canadá y en el mundo. Descubrieron que el potencial canadiense oscila entre 595 GWh y 1.786 GWh anuales, dependiendo del nivel de transparencia de los módulos. Esto supondría una reducción de las emisiones de CO2 de entre 65 kilotoneladas (kt) y 196 kt anuales. A escala mundial, el potencial eléctrico de los campos de frutillas oscila entre 58 TWh y 173 TWh, y la reducción de CO2 entre 27 Mt y 82 Mt anuales.

«La adopción de la agrivoltaica en el sector canadiense de la frutilla podría facilitar la autosuficiencia energética y transformarlo en un exportador neto de electricidad, generando ingresos adicionales para los agricultores», concluyó el equipo. «Estos resultados ponen de relieve los sustanciales beneficios de la agrivoltaica, entre ellos la mejora de la productividad agrícola, una importante generación de energía limpia, el aumento de los ingresos de los agricultores y la reducción de los precios de los alimentos».

Sus conclusiones se presentan en «Experimental impacts of transparency on strawberry agrivoltaics using thin film photovoltaic modules under low light conditions» (Impactos experimentales de la transparencia en la agrovoltaica de la frutilla utilizando módulos fotovoltaicos de película delgada en condiciones de poca luz), publicado en Solar Energy.

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