Un grupo de investigadores dirigido por el Centro de Investigación y Desarrollo Triangle (TRDC) de Israel investigó el impacto del uso de la generación de energía fotovoltaica en un invernadero que alberga cultivos de pepino y descubrió que el impacto en el rendimiento de los cultivos es insignificante.
«Nuestro estudio compara el impacto de tecnologías fotovoltaicas de silicio opaco frente a tecnologías fotovoltaicas orgánicas semitransparentes instaladas a la altura de la cubierta en un invernadero mediterráneo tipo politúnel sobre el crecimiento de las plantas de pepino», explicó a pv magazine Esther Magadley, autora correspondiente de la investigación. «El estudio de caso propuesto muestra el potencial de la integración fotovoltaica en el interior de invernaderos. Sin embargo, se necesitan más estudios que investiguen el efecto de la alteración de la ubicación de la instalación sobre la vida útil de la fotovoltaica y el efecto de la alteración del espectro de luz dentro del invernadero para diferentes tipos de invernaderos y ubicaciones».
En el artículo «Examining the effect of different photovoltaic modules on cucumber crops in a greenhouse agrovoltaica system: A case study» (Examinando el efecto de diferentes módulos fotovoltaicos en cultivos de pepino en un sistema agrovoltaico de invernadero: un estudio de caso), publicado en Biosystems Engineering, Magadeley y sus colegas explicaron que en su trabajo utilizaron tres tecnologías fotovoltaicas semitransparentes diferentes: paneles PERC bifaciales encapsulados en vidrio, módulos PERC bifaciales encapsulados en plástico y módulos fotovoltaicos orgánicos semitransparentes (OPV).
Compararon el rendimiento del invernadero de polietileno alimentado con energía fotovoltaica con el de un invernadero de referencia sin generación de energía solar. También compararon el rendimiento de las tres tecnologías fotovoltaicas desplegadas en el invernadero con el de los paneles solares de referencia instalados fuera del invernadero.
Cada invernadero albergaba 400 plántulas de pepino, dispuestas en cuatro pares de hileras con una separación entre ellas de 40 cm. El riego se realizaba durante 30 minutos al día para obtener unos 30 m3 de agua por hectárea. El sistema fotovoltaico utilizó paneles encapsulados en vidrio y plástico, cada uno con una eficiencia del 22,5%, y paneles OPV con una eficiencia del 4%.
Para su análisis, los académicos tuvieron en cuenta parámetros como la transmisión de la luz, el crecimiento de las plantas y el rendimiento de los módulos fotovoltaicos. Destacaron que la naturaleza difusora de la cubierta de polietileno podría mejorar el rendimiento de los módulos fotovoltaicos bifaciales y señalaron que debería garantizarse una limpieza periódica para aumentar este efecto.
El equipo analizó el impacto de los paneles solares en el crecimiento de los cultivos teniendo en cuenta la altura de la planta, la longitud de los entrenudos y el diámetro del tallo. Observó variaciones «significativas» en la altura de las plantas según la tecnología fotovoltaica y las condiciones del plástico del tejado.
Las pruebas mostraron que las plantas bajo los módulos OPV y de plástico crecían más, lo que puede depender de una mejor adaptación para captar más luz en condiciones de sombra. «Aunque tanto los módulos de plástico como los de vidrio de silicio tenían separaciones entre las células para proporcionar cierta transparencia y los módulos OPV tenían material activo semitransparente, el nivel de transparencia de los módulos son aspectos que requieren una mayor optimización para adaptarse a las necesidades del invernadero y del cultivo», explicaron los científicos.
También comprobaron que las tecnologías OPV, de plástico y de vidrio alcanzaban una eficiencia real del 2,8%, el 11,6% y el 16,7%, respectivamente. «Los módulos Si-PV encapsulados en vidrio superaron a los demás en cuanto a producción eléctrica, pero esto se produjo a costa de un espectro de luz menos favorable para el crecimiento de las plantas», especificaron.
«Los módulos fotovoltaicos de silicio encapsulado en vidrio ofrecieron un mayor rendimiento de los cultivos y la mayor eficiencia», explicó además Magadley. «Sin embargo, los módulos OPV, de menor eficiencia, dieron frutos de mayor peso medio, lo que sugiere que su transmitancia luminosa podría estar más en sintonía con el crecimiento eficiente de las plantas. Aunque los resultados actuales se inclinan a favor de los módulos encapsulados en vidrio, el potencial de las tecnologías OPV avanzadas, especialmente las que tienen una transmitancia espectral adaptada al crecimiento de las plantas, sigue siendo una perspectiva interesante para la integración en invernaderos, sobre todo a medida que aumenta la eficiencia de las OPV».
De cara al futuro, los científicos planean aplicar módulos fotovoltaicos hechos a medida, materiales de invernadero más eficientes y diseños «innovadores» para optimizar la distribución de la luz dentro del invernadero.
Las tres tecnologías de módulos solares utilizadas en el experimento
Imagen: Centro de Investigación y Desarrollo Triangle (TRDC) de Israel
Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.