Doble beneficio con la agrofotovoltaica para frutas y hortalizas: Previene las quemaduras solares en las manzanas con agrofotovoltaica y genera electricidad

Un sistema agrofotovoltaico pionero lleva casi un año funcionando en la finca frutícola Vollmer, en Oberkirch-Nußbach. Construido en una superficie de aproximadamente 1,5 hectáreas, este sistema combina el cultivo de manzanas, ciruelas, peras y moras con la generación de energía solar mediante el montaje de paneles sobre una estructura de acero de tres metros de altura. Esta innovadora tecnología protege las plantas de los elementos a la vez que proporciona energía ecológica sin invadir las tierras agrícolas.

El proyecto forma parte de la «Región Modelo Agro-PV» en Baden-Württemberg y está siendo estudiado intensivamente por instituciones científicas para optimizar las sinergias entre la agricultura y la producción energética. Los resultados iniciales muestran beneficios prometedores para la calidad de las cosechas y el rendimiento energético, lo que indica el potencial futuro de esta tecnología.

Región modelo para la energía fotovoltaica agrícola en Baden-Württemberg: una parte del centro de investigación en Oberkirch-Nussbach funciona con módulos totalmente sombreados. Imagen: Fraunhofer ISE

En el estado alemán de Baden-Württemberg, situado en el corazón de Europa y conocido por sus innovaciones tecnológicas, se ha puesto en marcha un destacado proyecto de investigación que podría marcar la diferencia en el futuro de la agricultura y la producción energética. Denominada "Región Modelo de Agrofotovoltaica para Baden-Württemberg", esta iniciativa cuenta con la participación de un consorcio de 13 socios, liderado por el prestigioso Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE), que construye e investiga diversas plantas piloto de agrofotovoltaica (APV).

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• Región modelo para la energía fotovoltaica agrícola en Baden-Württemberg

Un innovador sistema agrofotovoltaico lleva casi un año funcionando en la finca frutícola Vollmer de Oberkirch-Nußbach. Abarca una superficie de aproximadamente 1,5 hectáreas y está montado sobre una estructura de acero de tres metros de altura. Este sistema permite el cultivo de manzanas, ciruelas, peras y moras, ofreciendo la doble ventaja de proteger la fruta de las inclemencias del tiempo y, al mismo tiempo, generar electricidad sin sacrificar terreno agrícola.

🔄🌞 Módulos móviles para un máximo rendimiento

Una característica destacada de este sistema es su movilidad y su control mediante sensores. La mitad de los módulos fotovoltaicos instalados rastrean la posición del sol para maximizar el rendimiento energético. La otra mitad está programada para ajustarse a las necesidades de luz de las plantas, promoviendo así un crecimiento óptimo.

🔧👷‍♂️ Ingeniería de Kehl

Este sofisticado sistema fue desarrollado y construido por Intech Clean Energy. La empresa, con sede en Kehl, en el distrito de Ortenau, fue fundada hace más de 20 años por Hansjörg Vollmer y ahora está dirigida por su hijo Christoph Vollmer.

⚡🌿 Sinergias entre agricultura y energía

La planta agrofotovoltaica forma parte del proyecto de investigación "Región Modelo Agrofotovoltaica" del estado de Baden-Württemberg, cuyo objetivo es investigar y optimizar las sinergias entre la producción de energía y la agricultura. A la inauguración oficial de la planta también asistió el Secretario de Estado de Medio Ambiente de Baden-Württemberg, André Baumann, quien elogió la innovadora combinación de agricultura y energías renovables.

📊🔬 Objetivos de la investigación y resultados iniciales

El objetivo principal del proyecto es analizar el rendimiento energético y frutícola del sistema. El Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) de Friburgo se encarga de evaluar la electricidad generada, mientras que el Centro de Tecnología Agrícola Augustenberg (LTZ), cerca de Karlsruhe, investiga el desarrollo de la fruta bajo los módulos fotovoltaicos.

🌡️🍏 Observaciones positivas después del primer año

Tras el primer año, se observaron resultados positivos. Investigadores del LTZ (Centro de Tecnología Agrícola) visitan regularmente el huerto y han constatado que las fluctuaciones de temperatura bajo los módulos son menores que en las parcelas de referencia sin módulos. Esto ha dado como resultado manzanas más comercializables, como explicó Greta Ott, del LTZ. Si bien aún no se han observado diferencias significativas en cuanto a enfermedades o plagas, se requieren más años de investigación para obtener resultados fiables.

🌳🍑 Experiencias y observaciones in situ

El propio Hansjörg Vollmer también observó diferencias significativas en comparación con sus parcelas de referencia. El suelo bajo los módulos fotovoltaicos resultó más suelto en verano y no se secó tan rápido. Además, las hojas de las plantas eran más verdes y vibrantes. Se observó una diferencia especialmente notable en las ciruelas. Estas frutas, cultivadas bajo los módulos, no estuvieron expuestas al estrés térmico y, por lo tanto, fueron más resistentes. En cuanto a las manzanas, señaló que, aunque pudieron cosecharse una semana después, no sufrieron quemaduras solares ni daños por granizo.

🌟⚖️ Una situación en la que todos ganan: agricultura y energía

El sistema agrovoltaico de la finca frutícola Vollmer representa una situación beneficiosa para todos, ya que contribuye a la producción de energía y, al mismo tiempo, aumenta el rendimiento de la fruta. Los módulos fotovoltaicos protegen la fruta de las fuertes lluvias, el granizo y la luz solar intensa, y además garantizan una distribución más uniforme de la temperatura, lo que mejora la calidad de la cosecha.

🚜🌲 Potencial para el futuro de la agricultura

Esta tecnología presenta un gran potencial para el futuro de la agricultura. Mediante el uso de sistemas agrofotovoltaicos, los agricultores no solo pueden aumentar su rendimiento, sino también reducir su dependencia de las fuentes de energía convencionales. Además, este doble uso de la tierra ofrece beneficios ecológicos al hacerla más eficiente y contribuir a la reducción de los gases de efecto invernadero.

📈🌐 Región modelo y perspectivas globales

El éxito del proyecto en Oberkirch-Nußbach podría servir de modelo para otras regiones, especialmente aquellas que sufren condiciones climáticas extremas o que utilizan grandes extensiones para el cultivo de frutas y hortalizas. La escalabilidad y adaptabilidad de esta tecnología podrían permitir la implementación de sistemas similares en todo el mundo para promover tanto la producción agrícola como la generación de energía sostenible.

📚🌱 Concienciación y financiación gubernamental

Además, tecnologías innovadoras como la agrofotovoltaica podrían contribuir a concienciar sobre la integración de las energías renovables en las prácticas agrícolas tradicionales. Los programas de apoyo y subsidios gubernamentales podrían promover aún más el uso de estos sistemas, impulsando así una agricultura más respetuosa con el medio ambiente y sostenible.

🔬🏫 Investigación y Educación

Además, la tecnología agrofotovoltaica también ofrece un componente de investigación y formación. La participación de instituciones científicas y de investigación como el Fraunhofer ISE y el LTZ permite obtener nuevos conocimientos que contribuyen a la mejora y optimización de estos sistemas. El intercambio de conocimientos y la colaboración entre agricultores, científicos e ingenieros son cruciales para aprovechar al máximo el potencial de esta tecnología.

🌍🌿 Contribución a los desafíos globales

En general, el sistema agrofotovoltaico de la explotación frutícola Vollmer demuestra de forma impresionante cómo las tecnologías innovadoras pueden contribuir a abordar los desafíos globales de la agricultura y la producción energética. Representa una solución vanguardista que mejora la calidad de vida y la situación económica de los agricultores, a la vez que contribuye significativamente a la protección del medio ambiente. La investigación y el desarrollo de estos sistemas pueden hacer que la agricultura del futuro sea más sostenible y resiliente, permitiéndole afrontar con éxito los desafíos del cambio climático y el crecimiento de la población mundial.

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🌞 Protección contra las quemaduras solares y rendimientos adicionales mediante módulos agrofotovoltaicos

La agricultura se enfrenta a numerosos desafíos. Los fenómenos meteorológicos extremos, como las olas de calor, las lluvias torrenciales y el granizo, amenazan regularmente las cosechas y dañan gravemente las plantas. Las quemaduras solares son especialmente comunes en la fruticultura, ya que la fruta se daña por la luz solar directa. En este caso, la agrofotovoltaica (agri-PV) puede ofrecer una solución innovadora que no solo protege las plantas, sino que también proporciona energía renovable.

Hansjörg Vollmer, agricultor a tiempo parcial de Oberkirch-Nußbach, ya ha tenido experiencias positivas con la agrofotovoltaica. En su huerto, utiliza paneles solares instalados sobre las plantas. Estos paneles ofrecen una doble ventaja: no solo generan electricidad, sino que también protegen las plantas del exceso de luz solar. «Tuvimos una producción muy constante y ni una sola manzana quemada por el sol», informa Vollmer con orgullo, añadiendo que sí se produjeron quemaduras solares en las manzanas de la parcela de control sin paneles.

🌱 Mejora la condición del suelo y las plantas están más sanas

Los efectos positivos de los módulos agrovoltaicos van más allá de la protección contra las quemaduras solares. Vollmer observó que la tierra de sus campos se mantenía más suelta en verano y no se secaba tan rápido. Estas observaciones se pueden atribuir a la sombra que proyectan los paneles solares, que reduce la luz solar directa sobre el suelo y, por lo tanto, la evaporación. Las plantas también mostraron una mejor salud. Vollmer informó que las hojas lucían más verdes y vibrantes que en la zona sin protección.

Se observó una diferencia significativa, especialmente en frutas delicadas como las ciruelas. Las ciruelas bajo cubierta no estuvieron expuestas al estrés térmico y, por lo tanto, mostraron una mejor recuperación y desarrollo. Las manzanas también se beneficiaron de la cubierta, aunque se cosecharon una semana después. «No sufrieron quemaduras solares ni daños por granizo», explicó el agricultor.

Causas de las quemaduras solares en las manzanas

Las quemaduras solares en las manzanas se producen principalmente debido al calor extremo y la luz solar intensa. La radiación UV-B de alta energía desempeña un papel importante. Cuando la temperatura en la superficie de la fruta supera los 52 grados Celsius, se desarrolla necrosis por quemaduras solares. Este daño es causado por el calor y es independiente de la intensidad de la luz solar. Las altas temperaturas provocan la coagulación de las proteínas de la fruta, lo que destruye las células. Esto provoca el oscurecimiento y el colapso de las capas celulares, lo que produce necrosis, que puede adquirir un aspecto corchoso o comenzar a pudrirse debido a la infestación de esporas de hongos.

El pardeamiento similar a una quemadura solar también se observa con frecuencia en el cultivo de manzanas. Esto ocurre cuando la temperatura superficial supera los 46 °C en combinación con un aumento de la luz solar. El área dañada puede extenderse por la superficie de la fruta e incluso afectar la pulpa durante el almacenamiento.

Otra forma de daño es la fotooxidación, provocada por la radiación intensa. Esta puede ocurrir incluso a bajas temperaturas si hay fluctuaciones repentinas y extremas en la intensidad de la luz y la temperatura. Esto produce daños que dependen menos de la temperatura y más de la intensidad de la luz.

🛡️ La agricultura fotovoltaica como mecanismo de protección

Los sistemas agrivoltaicos ofrecen una solución a estos diversos problemas. Al cubrir las plantas con módulos solares semitransparentes, se obtienen varias ventajas simultáneamente. Además de generar energía solar, los módulos protegen a las plantas del exceso de luz solar y del estrés térmico. Al mismo tiempo, brindan protección contra las fuertes lluvias y el granizo, lo cual es especialmente importante en épocas de fenómenos meteorológicos cada vez más extremos.

Este efecto protector de los módulos agrofotovoltaicos también explica la mejora de la estructura del suelo y el aumento de la salud de las plantas observados por Hansjörg Vollmer. La reducción del estrés térmico y la evaporación contribuye a que las plantas sean menos susceptibles a daños y enfermedades. El suelo se mantiene húmedo y suelto durante más tiempo, lo que mejora el crecimiento radicular y la absorción de nutrientes.

💰 Beneficios económicos de la energía fotovoltaica agrícola

Además de los beneficios agronómicos, los sistemas agrofotovoltaicos también ofrecen incentivos económicos. La energía solar generada puede utilizarse directamente en la explotación agrícola o inyectarse a la red pública. Esto genera fuentes de ingresos adicionales para los agricultores, contribuyendo a la estabilidad económica y la seguridad de sus operaciones. Este doble uso de la tierra —producción agrícola y generación de energía— convierte a los sistemas agrofotovoltaicos en una solución especialmente eficiente y sostenible.

🔮 Perspectivas de futuro y desarrollos futuros

Si bien la aplicación de la agrovoltaica aún se encuentra en sus inicios, los resultados hasta el momento son prometedores. Los desarrollos futuros podrían centrarse en optimizar los módulos e integrarlos en diversos sistemas de cultivo. Por ejemplo, se podrían seguir desarrollando módulos semitransparentes para controlar mejor la transmisión de la luz y adaptarla óptimamente a las necesidades de cada planta.

La combinación de la agrofotovoltaica con otras técnicas agrícolas sostenibles, como el riego por goteo o el uso de cobertura vegetal, podría aumentar aún más la eficiencia y los beneficios de la agrofotovoltaica. Las investigaciones y los proyectos piloto en curso ampliarán y mejorarán sistemáticamente la experiencia práctica.

⚙️ Desafíos y soluciones

A pesar de las numerosas ventajas, también existen desafíos que deben considerarse al implementar sistemas agrofotovoltaicos. Los costos de inversión suelen ser elevados, y la planificación e instalación requieren conocimientos especializados. Además, las ubicaciones deben seleccionarse y adaptarse cuidadosamente para garantizar un equilibrio entre el uso agrícola y la producción de energía.

Los programas de financiación e incentivos financieros podrían contribuir a reducir las inversiones iniciales y facilitar el acceso a estas tecnologías. La transferencia de conocimientos y la capacitación de los agricultores también desempeñan un papel crucial para aumentar la aceptación y el uso de la tecnología fotovoltaica agrícola.

🔍La combinación de generación de energía solar y protección de plantas

La agrofotovoltaica ofrece una solución prometedora a los desafíos de la fruticultura moderna. La combinación de la generación de energía solar y la protección de cultivos ofrece numerosas ventajas relevantes tanto desde el punto de vista ecológico como económico. Mediante el uso de la agrofotovoltaica, agricultores como Hansjörg Vollmer pueden asegurar sus cosechas, mejorar la salud de las plantas y, al mismo tiempo, contribuir a la producción de energía sostenible.

La retroalimentación positiva y los efectos observados subrayan el potencial de esta tecnología. Por lo tanto, la agrofotovoltaica podría desempeñar un papel clave en la agricultura sostenible del futuro y ayudar a superar los desafíos del cambio climático y la seguridad alimentaria mundial. Los efectos sinérgicos de la agricultura y la energía solar abren nuevas perspectivas para el uso eficiente y respetuoso con el medio ambiente de los recursos naturales.

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