Agri-PV: El control de seguimiento solar equilibra los rendimientos agrícolas y solares de

La granja frutícola Vollmer, en Oberkirch-Nußbach, Baden-Württemberg, aprovecha al máximo sus tierras cultivables con un sistema agrofotovoltaico. Bajo los módulos, el agricultor cultiva manzanas y peras, a la vez que genera energía solar. El sistema consta de dos módulos fijos y un seguidor solar. En total, se han instalado 880 kilovatios de capacidad fotovoltaica en la parcela de 1,5 hectáreas.

Pero los módulos y la fruta que crecen bajo ellos necesitan el mismo recurso: la luz. «La cantidad adecuada de luz es crucial para la salud y la productividad de los manzanos», explica Maddalena Bruno, directora de proyecto en Fraunhofer ISE. «Demasiada poca luz frena el crecimiento, mientras que demasiada puede provocar estrés térmico y quemaduras solares». Especialmente en el contexto del cambio climático, con cada vez más horas de sol, gestionar la luz disponible se está convirtiendo en un reto.

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Crea condiciones de iluminación óptimas

Por lo tanto, ella y su equipo desarrollaron un método para el seguimiento óptimo de los paneles solares, garantizando que las manzanas reciban la cantidad precisa de luz necesaria para un crecimiento saludable y, al mismo tiempo, protegiéndolas de la exposición excesiva al sol. Los métodos anteriores suelen basarse en cubrir completamente el terreno agrícola con sombra. Sin embargo, esto resulta insuficiente: una reducción del 25 % en la luz solar en un día nublado tiene un impacto totalmente diferente al de un día soleado de verano.

Requisitos de luz definidos para las manzanas

Por lo tanto, los investigadores no se basan en tasas de sombreado uniformes, sino en valores objetivo definidos con precisión para la radiación fotosintéticamente activa (PAR). Estos valores se establecen individualmente para cada etapa de desarrollo de los árboles y se ajustan diariamente. «Esta es la única manera de garantizar que las plantas reciban siempre la luz exacta que necesitan, independientemente del clima», explica Maddalen Bruno, justificando el método. «Nuestro software calcula la posición óptima del módulo diariamente con antelación, basándose en datos meteorológicos y mediciones microclimáticas», añade. «A diferencia de muchos otros sistemas, no nos limitamos a activar y desactivar el seguimiento; realizamos una optimización matemática real».

El Centro de Información Frutícola prueba los efectos de la agrofotovoltaica.

condiciones meteorológicas simuladas

Para lograrlo, ella y su equipo desarrollaron un algoritmo que presentó en la Conferencia Mundial de Agrivoltaica de este año en Friburgo. Mediante un seguimiento inteligente, este algoritmo alinea de forma óptima los módulos solares basándose en las previsiones meteorológicas y los microclimas. Para ello, se simulan cinco condiciones meteorológicas típicas, representativas de las que pueden darse cada mes de la temporada de cultivo. Esto permite que el algoritmo reaccione ante cualquier situación sin necesidad de una enorme capacidad de procesamiento, ya que el recálculo diario de los datos meteorológicos es muy exigente en términos computacionales. «Revisamos la previsión meteorológica del día siguiente a diario y ajustamos la estrategia de seguimiento correspondiente», explica Maddalena Bruno.

Posteriormente se analizan los datos. Utilizando los datos de monitoreo proporcionados continuamente por los sensores instalados, los investigadores pueden ver exactamente cuáles son las condiciones en cuanto a luz, humedad del suelo y de las hojas, y temperatura en el sitio.

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Algoritmo probado

Para probar este algoritmo y observar su efecto en las manzanas, se controló una parte del sistema de seguimiento según las necesidades lumínicas. Otra parte se controló como antes, para obtener un rendimiento solar óptimo. Ambos resultados se compararon con las condiciones de una parcela de referencia sin sistema solar.

Se obtuvieron buenos resultados

Los resultados iniciales son prometedores. «Con el seguimiento optimizado para manzanos, conseguimos cerca del 90 % del nivel de luz deseado para los árboles, con una reducción máxima en la producción de electricidad de tan solo el 20 %», afirma Maddalena Bruno. «En cambio, la estrategia clásica de retroceso solo alcanza alrededor del 50 % del nivel de luz deseado. Esto demuestra que, con un control personalizado, podemos mejorar significativamente el equilibrio entre la producción agrícola y la generación de energía».

Adaptar el seguimiento al mercado eléctrico

El siguiente paso se centrará nuevamente en la energía solar. El algoritmo se adaptará para que la estrategia de seguimiento también pueda ajustarse al mercado eléctrico spot. «Una estrategia de seguimiento personalizada también ayuda a cumplir con los requisitos de diversas normativas», afirma Maddalena Bruno, refiriéndose, entre otras cosas, a la limitación de la producción de las plantas solares en caso de sobrecarga de la red.