Un equipo de investigación de la Universidad Federal de Alagoas, en Brasil, analizó cómo las instalaciones agrovoltaicas podrían integrarse en campos de caña de azúcar y halló que tanto el rendimiento eléctrico como el agrícola se benefician de esta combinación.
“Nuestro análisis mostró que el rendimiento del cultivo fue mayor en el ambiente agrivoltaico en comparación con el cultivo en ambiente convencional”, dijo a pv magazine el autor principal del estudio, Leonardo Faustino Lacerda de Souza. “Estos desempeños, sumados a la producción eléctrica, llevaron a valores elevados de eficiencia en el uso del suelo. Esto es relevante para un estado como Alagoas, donde la caña de azúcar cubre alrededor de 324 500 hectáreas repartidas en 67 municipios”.
Los investigadores realizaron las mediciones y análisis en un sistema agrovoltaica de 71,4 kW orientado al sur, instalado en 2022 en un campo de caña de azúcar propiedad del Ingenio Santa Clotilde, adyacente al campus de la Universidad Federal de Alagoas, en la ciudad de Maceió.
El sistema consta de 7 estructuras de montaje con dos columnas y un eje horizontal de 15 m cada una. Las columnas están hechas de secciones huecas de acero rectangulares con dimensiones de 250 x 150 mm, mientras que las vigas transversales son de perfiles de 200 mm de altura, 75 mm de ancho y ala de 25 mm con espesor de 4,75 mm. Las vigas aportan estabilidad lateral y transfieren cargas, mientras que las columnas funcionan como soporte vertical principal.
Las estructuras están elevadas a una altura de entre 7 m y 8 m y cada una sostiene dos filas de 15 módulos solares policristalinos con una potencia de 340 W. En la instalación se utilizan dos inversores, con capacidades de 33 kW y 40 kW, respectivamente.
“El sistema permite variar el espaciamiento entre las unidades estructurales independientes, lo que modifica el nivel de sombreado sobre el cultivo”, explicaron los investigadores. “La estructura está anclada mediante bloques de cimentación reforzados, lo que asegura su estabilidad frente a cargas ambientales”.
A través de una serie de pruebas y simulaciones realizadas con el software PVsyst, el grupo determinó que los módulos alcanzaron un promedio de 9 068 kWh por mes, un factor de capacidad de 124,36 kWh/kW y una relación de desempeño de 16,88%, siendo diciembre y abril los mejores y peores meses, respectivamente.
El análisis también mostró que el rendimiento de la caña de azúcar en el sistema agrovoltaico fue mayor que en un área de cultivo de referencia sin paneles solares. El rendimiento de tallos de caña en las áreas agrovoltaicas resultó ser 43,2% superior al del área de referencia, lo cual los científicos atribuyeron a una mayor capacidad fotosintética. “Inferimos que el rendimiento de la caña reflejó el mayor índice de área foliar (IAF) a lo largo del crecimiento en el sistema agrivoltaico”, añadieron.
Estos resultados también se atribuyeron a la capacidad del sistema fotovoltaico de ajustar las distancias entre unidades y modificar los niveles de sombreado sobre los cultivos. “Nuestro objetivo principal ha sido proporcionar las herramientas analíticas necesarias para diseñar y evaluar el desempeño de los sistemas APV en caña de azúcar en cualquier momento”, concluyeron los académicos.
Sus hallazgos están disponibles en el estudio “Agrophotovoltaic systems in sugarcane crop − A Brazilian case study” (Sistemas agrofotovoltaicos en el cultivo de caña de azúcar: un estudio de caso brasileño) publicado en Energy Conversion and Management.
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