Energía solar, cultivos, y el ganado trabajan juntos en el Centro de Educación e Investigación de Cultivos de la Universidad de Massachusetts. Una prueba de investigación lanzada en 2010 sugiere que la generación de energía solar puede ocurrir de la mano con el pastoreo de ganado o el cultivo de hortalizas.
“El propósito de nuestro trabajo ha sido ver si podíamos generar energía solar manteniendo la tierra en producción agrícola, ”Dice el agrónomo de la Universidad de Massachusetts (UM) Stephen Herbert. Los resultados de la investigación muestran que los agrovoltáicos, o la agricultura de doble uso, sí pueden funcionar. La clave es el diseño de la matriz solar.
Evaluación de la compatibilidad
El centro está evaluando la compatibilidad de cultivos y ganado de un panel solar que consta de tres paneles apilados verticalmente y elevados por un diseño de estantería único que sostiene los paneles a una altura de 4 a 7 pies del suelo; Los espacios de 2 a 5 pies entre los grupos de paneles permiten que la luz llegue a los cultivos y al césped que crece debajo de los paneles. Configuraciones tradicionales, como matrices instaladas por grandes desarrolladores solares, suelen estar situadas cerca del suelo en zonas más planas, cadenas sólidas de matrices que bloquean la luz solar y, por lo tanto, sacar tierra de la producción agrícola.
Sin embargo, ese no es el caso de la instalación solar elevada de 17 kilovatios en el centro de investigación de la UM. "Cada lugar debajo de los paneles recibe aproximadamente dos tercios de la cantidad total de luz solar durante todo el día, ”Dice Herbert.
Como resultado, la hierba que crece debajo de los paneles apenas pierde el ritmo. Inicial de Herbert, La evaluación de tres años se centró en el crecimiento de forrajes y el rendimiento del pastoreo de ganado dentro del panel solar. “El área debajo de los paneles produjo del 90% al 95% del rendimiento del área de pasto no cubierta por paneles solares, " él dice. "En los calurosos días de verano, las vacas se tendían a la sombra debajo de los paneles ".
Más tarde, Herbert implementó una prueba de tres años para analizar el rendimiento de las verduras cultivadas en combinación con el sistema solar. Plantó col rizada, Acelgas brócoli, y pimientos morrones.
“El primer año fue muy caluroso y seco. Aunque regué bien en la parcela de investigación sombreada, así como en el gráfico de control sin sombrear, las plantas que crecen debajo de los paneles rindieron mejor que las plantas de control, ”Dice Herbert.
Una razón para el rendimiento mejorado de la planta en el área parcialmente sombreada debajo del panel solar podría haber resultado de una temperatura más fría debajo de los paneles. “Las muestras de tejido tomadas de plantas que crecen debajo de los paneles tenían una temperatura de 15 ° F. más fríos que los extraídos de plantas que crecen a pleno sol, " él dice.
Durante los próximos dos años, las condiciones de crecimiento eran más frías y húmedas, resultando en un crecimiento más robusto en plantas cultivadas a pleno sol. Las hortalizas parcialmente sombreadas produjeron del 45% al 60% del rendimiento en las parcelas de control.
Los resultados de la investigación sugieren que el cultivo de alimentos y la generación de energía solar son buenos socios. “Si los agricultores planean instalar paneles solares o una empresa solar se les acerca con la esperanza de convertir su tierra en una granja solar, deben hacerlo de tal manera que puedan mantener la agricultura en la tierra, " él dice. "Pueden seguir obteniendo ingresos de la agricultura además de los ingresos obtenidos de la energía solar".
Limitaciones de cultivos
Opciones para la producción de cultivos debajo de los paneles, sin embargo, se limitan a cultivos típicamente cultivados y recolectados a mano o con maquinaria pequeña. Cultivos polinizadores amantes de la sombra, plantas de cama, cultivos de vivero, y árboles frutales o arbustos de pequeña estatura son opciones, además de hortalizas y ganado pequeño y mediano, como la mayoría de las razas de ganado y caballos de razas que no son de tiro.
“Hay muchas oportunidades diferentes para la agricultura de doble uso, "Dice Jordan Macknick, analista del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), que investiga la producción de plantas en granjas solares y financia a socios en todo el país. “Las alturas de los paneles convencionales funcionan particularmente bien con el pastoreo de ovejas, y los paneles elevados funcionan bien con cultivos en crecimiento ".
La agricultura de doble uso gana terreno
Además del trabajo de Herbert en Massachusetts, el NREL está financiando proyectos de investigación de doble uso en Arizona, Oregón, y Colorado. Las empresas agrícolas independientes de doble uso están ganando terreno en Europa, él dice.
En algunos mercados puede ser posible comercializar cultivos de doble uso a cambio de una prima. “Además de generar ingresos mediante la venta de electricidad, los productores pueden vender cultivos a un precio de valor agregado porque se cultivan a la sombra de paneles solares, ”Dice Macknick. “Vemos algunos apicultores, por ejemplo, que pueden comercializar su miel por un precio superior porque se produce junto con la generación de energía solar ".
Los costos de inversión de los paneles solares elevados varían ampliamente, que van desde $ 2 a $ 5 por vatio. "El costo depende de la ubicación, configuración del sistema, y tarifas de interconexión cobradas por los servicios públicos locales, ”Dice Macknick. "Los agricultores deben obtener una cotización de un desarrollador solar para instalar un sistema solar en su región".
La matriz solar en el centro fue instalada por Hyperion Systems (hyperionsystemsllc.com) con sede en Massachusetts. En efecto, el fundador de la empresa, David Marley, tenía la visión de crear sistemas solares que preservaran la capacidad productiva de las tierras agrícolas.
"Su creencia era la comida primero y la energía segundo, ”Dice el dueño de la compañía James Marley de su padre fallecido. “Su idea inspiró el proyecto de investigación de la Universidad de Massachusetts y la colaboración de una fundación y dos agencias del sector público”.
El diseño patentado de Hyperion para las estanterías de paneles solares lo coloca a la vanguardia del movimiento que promueve la generación de energía solar junto con la producción de alimentos. “Instalamos los sistemas sin el uso de zapatas de hormigón para los soportes, ”Dice Marley. "Las zapatas de hormigón suelen ocupar un par de pies cuadrados alrededor de cada poste de soporte".
Los soportes Hyperion son postes de acero de 4 a 8 pulgadas anclados por bridas de acero en los extremos, que se clavan en el suelo a una profundidad de 8 pies. El sistema está clasificado para soportar vientos de 120 mph.
Las ganancias de energía de un sistema solar dimensionado para satisfacer las necesidades energéticas de una casa o una granja generalmente se producen a través de un acuerdo de medición neta con la empresa de servicios públicos local. La energía generada por el sistema se envía a la red, y el agricultor retira la energía eléctrica de la red sin costo, hasta la cantidad generada por el sistema en la finca durante un período determinado.
"Los diferentes estados tienen diferentes incentivos en términos de lo que pagarán por la electricidad, ”Dice Macknick.
Incentivos solares
El Programa Rural Energy of America del USDA (energy.gov) ofrece subvenciones para la instalación de sistemas de energía renovable. Se puede reclamar un crédito fiscal federal por instalar un sistema de energía solar.
Aprende más
Stephen Herbert
413 / 545-2250
[email protected]
Jordan Macknick
303 / 275-3828
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