SYMBIOSYST

A quién va dirigido el proyecto

A profesionales del sector agrícola, empresas agroalimentarias, empresas del sector energético, investigadores en energías renovables, responsables de políticas medioambientales e inversores interesados en soluciones de agricultura sostenible con una baja huella de carbono.

Objetivo del proyecto

Impulsar la combinación de la actividad agrícola y la producción de energía solar mediante sistemas agrovoltaicos (agri-PV), desarrollando soluciones tecnológicas y modelos sostenibles que permitan generar energía limpia en entornos agrícolas, minimizando el impacto ambiental y favoreciendo una agricultura más eficiente y competitiva en Europa.

Descripción del proyecto

Iniciativa impulsada por un consorcio de 16 socios europeos, entre los que se encuentra la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), que busca dar respuesta al reto europeo de alcanzar las emisiones netas cero en el año 2050. El proyecto se centra en la agri-PV, una técnica que permite aprovechar el mismo suelo para la agricultura y la generación de energía solar, aumentando así la rentabilidad del terreno y la sostenibilidad de la actividad agrícola.

La UPC participa a través del Centro Específico de Investigación Agrotech-UPC y de diversos grupos y centros de investigación. El Grupo de Investigación e Innovación de la Construcción (GRIC) diseñará estructuras de soporte sostenibles para paneles solares, analizará sistemas y desarrollará modelos de negocio. El Centro de Diseño de Equipos Industriales (CDEI) creará un robot móvil sensorizado para optimizar el ángulo de los paneles solares en tiempo real, mientras que el centro IDEAI desarrollará gemelos digitales para simular y optimizar el rendimiento global del sistema agri-PV. Además, el Departamento de Ingeniería Agroalimentaria y Biotecnología evaluará cómo afecta la instalación solar a la producción y la calidad de diferentes cultivos hortícolas.

Los resultados se aplicarán en cuatro demostradores agrícolas europeos, incluida una prueba piloto en Agròpolis (UPC, Viladecans), donde se probarán estrategias de agri-PV en condiciones reales. El proyecto prevé generar nuevos productos y servicios para el sector, mejorar la eficiencia energética, favorecer la producción de alimentos con una baja huella de carbono y estimular nuevas inversiones tecnológicas en el medio rural europeo.

Resultados

En la planta agrivoltaica instalada en Agròpolis de la UPC se analiza, en condiciones reales, el impacto de la agrivoltaica sobre la calidad y la productividad de los cultivos hortícolas. En concreto, se investiga el impacto que tienen sobre estos cultivos dos tipos de paneles fotovoltaicos, con diferente densidad de células fotovoltaicas y, por tanto, distinta transparencia a la luz. La instalación consta de 150 paneles solares fotovoltaicos con una potencia total de 50,25 kilovatios (kW) y capacidad para generar unos 400 kWh al día, el equivalente al consumo diario de entre 30 y 40 hogares.

Los paneles solares están dispuestos sobre 10 seguidores solares (dispositivos mecánicos que permiten orientar los paneles para optimizar la captación de los rayos solares), que siguen su recorrido desde la salida del sol por el este hasta la puesta por el oeste. Este sistema garantiza el crecimiento del cultivo y, al mismo tiempo, maximiza la producción de energía. Cinco de estos seguidores están equipados con paneles solares con un 5 % de transparencia a la luz, mientras que los otros cinco utilizan paneles con un 40 % de transparencia. El movimiento de los paneles se controla mediante modelos matemáticos que tienen en cuenta las variables climáticas del momento, las necesidades lumínicas del cultivo y los modelos de crecimiento vegetal.

Por otro lado, la zona de cultivo está equipada con sensores aéreos —que miden las variables climáticas— y sensores de suelo, que registran la humedad y la temperatura. Además, se utilizan imágenes hiperespectrales para monitorizar el crecimiento del cultivo mediante un robot móvil, lo que permite obtener datos en tiempo real y geolocalizados en los tres espacios del ensayo (dos bajo paneles solares de diferente transparencia y uno al aire libre). A partir de este conjunto de datos se desarrollará un gemelo digital que facilitará la toma de decisiones inmediatas y a corto plazo en la gestión de los paneles solares, con el objetivo de optimizar la producción.

También se estudia el impacto de los dos tipos de paneles sobre el desarrollo, la fisiología, el rendimiento y la calidad de las especies hortícolas cultivadas, como la lechuga, el brócoli o el tomate.

Los ensayos de verano realizados hasta ahora no han mostrado resultados concluyentes en cuanto a la producción agrícola ni diferencias significativas entre las distintas zonas de cultivo en condiciones estivales. Durante el periodo invernal se prevé analizar los mismos parámetros, teniendo en cuenta que las condiciones de iluminación y temperatura pueden ser factores más limitantes para determinados cultivos hortícolas.

Una instalación de referencia
Este proyecto puede suponer un avance en la investigación y la transferencia multidisciplinar de conocimiento en el sector hortícola.

• Es una instalación de referencia y los resultados que se obtengan serán determinantes para valorar la conveniencia de la práctica agrivoltaica como tecnología para avanzar hacia sistemas productivos mixtos (energía y alimentos) y definir protocolos de actuación. También proporcionará más herramientas para definir políticas, normativas y ayudas para las instalaciones agrivoltaicas basadas en datos.
• La instalación de plantas agrivoltaicas abre la puerta a que los agricultores puedan participar en los beneficios de la producción de energía, tanto para el autoconsumo en sus instalaciones como para su comercialización en el mercado energético. Esto puede contribuir a la sostenibilidad económica de las explotaciones y al equilibrio territorial.

Proyecto financiado por el programa HORIZON-101096352-SYMBIOSYST