En los últimos años, la agricultura y la energía solar han convergido en una técnica innovadora que promete revolucionar ambos sectores: la agrivoltaica. En smartlighting nos hemo hecho eco de los diferentes avances relacionados con esta nueva tendencia, que combina la producción de energía solar y la agricultura en un mismo espacios físico, maximizando el uso del suelo, reduciendo la evaporación del agua, protegiendo los cultivos del exceso de sol  y ofreciendo a los agricultores una forma de diversificar sus ingresos. 

A medida que aumenta la demanda de energía renovable y se busca soluciones para hacer frente al cambio climático, la agrivoltaica se está convirtiendo en una técnica cada vez más popular en todo el mundo. Según varios informes y estudios de mercado, se espera que el mercado de la agrivoltaica experimente un crecimiento significativo en los próximos años, impulsado por una combinación de factores como el aumento de la conciencia ambiental, la mejora de la tecnología y la reducción de costos.

Un reciente análisis realizado por la consultora de mercado Allied Market Research cifra el mercado actual de la agrivoltaica en unos 3.600 millones de dólares (2021) con unas previsiones de crecimiento del 10,1% anual y alcanzado los 9.300 millones de dólares en 2031. 

La agrivoltaica, también conocida como agrisolar, agripv, agrifotovoltaica o solar de doble uso, tiene importantes ventajas. Entre ellas estaría el aumento de la producción de los cultivos, el incremento de la humedad del suelo, o la ampliación de la capacidad de retención de agua del suelo y la recogida de agua de lluvia. 

Las prácticas agrícolas en la antigüedad eran orgánicas y utilizaban fertilizantes naturales para nutrir los cultivos. Después de recoger las cosechas, se practicaba la rotación de cultivos y, pasado un tiempo, la tierra se dejaba sin cultivar durante un tiempo para dejar que el suelo recuperara su nutrición. Sin embargo, las prácticas agrícolas han cambiado con el aumento de la demanda de alimentos. El uso de fertilizantes químicos y el cultivo continuo en la misma tierra han deteriorado el suelo. Según la Organización Planeta Consciente, que lidera el Movimiento para Salvar el Suelo, a nivel mundial, el 52% de las tierras agrícolas ya están degradadas. Esto provocará una crisis alimentaria e hídrica.

La agrivoltaica, agricultura o ganadería bajo paneles solares, ha ido ganando adeptos en todo el mundo a medida que la tierra solar de primera calidad se hace más escasa. Una instalación agrivoltaica suele elevarse por encima de los 2 metros para permitir que la agricultura continúe por debajo, proporcionando ingresos de la energía solar y manteniendo el uso original de la tierra. Se ha visto que  el uso de paneles solares sobre las tierras de cultivo ha reducido la evaporación del agua del suelo. También aumentó la eficiencia de los cultivos, ya que el suelo pudo retener la humedad y fue capaz de mantener su nutrición. Además, el cultivo de vegetación en tierras de pastoreo cubiertas por paneles solares sobre tejados también favorece el crecimiento sano y eficiente de la vegetación. Todo ello, con la ventaja adicional de producir energía eléctrica límpia con estos paneles solares 

Análisis del actual mercado agrivoltaico

En el informe realizado por Allied Market Research se señala a la inversión pública y privada en investigación y desarrollo como el principal impulso del crecimiento de mercado agrivoltaico. 

Se han producido enormes inversiones y subvenciones por parte del gobierno para impulsar los sectores solares. Para alcanzar los objetivos de emisiones netas de carbono cero, todos los gobiernos están transformando su economía basada en combustibles fósiles en una economía basada en combustibles renovables. Se están aplicando varios programas para concienciar sobre la generación de energía solar, especialmente en los sectores comercial y residencial. El gobierno ofrece enormes subvenciones a quienes adopten modelos solares de generación de energía. 

En el sector agrícola, el uso de energía solar fotovoltaica es un concepto nuevo, y faltan datos que lo validen para responder a las preocupaciones de los agricultores. Por ello, el aumento de las actividades de investigación y desarrollo para recopilar datos informativos y el incremento de la concienciación entre los agricultores sobre los beneficios relacionados con la agrivoltaica contribuyen al crecimiento del mercado.

En el estudio también se señala a los elevados costes de instalación como el principal freno al crecimiento del mercado agrivoltaico. Dado que los módulos solares fotovoltaicos son caros, el coste total de instalación es elevado. El sector de la energía solar fotovoltaica está experimentando un crecimiento debido a los cambios energéticos que se están produciendo en todo el mundo para reducir las emisiones de carbono. Se espera que este cambio acabe reduciendo los costes de la energía solar fotovoltaica, ya que el aumento de la demanda de este tipo de energía dará lugar a la producción en masa y a la entrada de nuevos actores en el sector.

Sin embargo, el coste de instalación actual es un gasto más elevado que debe asumir inicialmente el agricultor, a pesar de la ayuda de las subvenciones gubernamentales y de los ingresos que probablemente se obtengan de la energía solar.

Tamaño del mercado y diversidad de sistemas agrivoltaicos

Por diseño del sistema, el mercado agrivoltaico se podría dividir en paneles solares fijos y dinámicos. Los sistemas agrivoltaicos dinámicos dominan la cuota de mercado de la agrivoltaica, ya que están especialmente diseñados en función del tipo de cultivo, la tierra, los requisitos meteorológicos y otros factores similares. Hay que instalarlos según las necesidades y moverlos o ajustarlos cuando sea necesario. En realidad, son una solución cara y, por lo tanto, conllevan un alto coste de instalación. 

Sin embargo, se espera que los paneles solares fijos crezcan a un ritmo más rápido durante el periodo de proyección, ya que son los más adecuados para instalaciones permanentes. Son resistentes a la intemperie y suelen generar menos calor, ya que hay un espacio de aire entre las células y la superficie. Los paneles solares fijos no tienen piezas móviles, son muy resistentes y necesitan poco mantenimiento. Los sistemas solares fijos pueden optar a incentivos financieros.

Por tipo de célula, el mercado se podría dividir en microcristalina y policristalina. Las monocristalinas dominan la cuota de mercado de la agrivoltaica y se prevé que sigan así durante el periodo de previsión.” Los paneles solares monocristalinos son los más antiguos que se desarrollaron para aprovechar la energía solar. Se construyen a partir de un único cristal de células solares de silicio. El silicio puro se fabrica en forma de barra y luego se corta en obleas con bordes lisos y redondos. Los paneles solares monocristalinos son caros y presentan una mayor eficiencia. Son duraderos y tienen una gran potencia debido a la formación de una sola célula. Son los más adecuados para tejados pequeños, ya que ofrecen una gran eficiencia”, se señala en el informe de Allied Market Research

Por cultivos, el mercado se clasifica en hortalizas, frutas, cultivos y otros. El segmento de los cultivos domina la cuota de mercado y se prevé que crezca a un ritmo más rápido durante el periodo de previsión del mercado agrivoltaico. El aumento de las condiciones meteorológicas cada vez más extremas tiene un impacto mucho más radical en la agricultura que en casi cualquier otro sector económico, con condiciones a veces demasiado calurosas y secas u otras caracterizadas por repentinas granizadas. Aquí es donde los sistemas fotovoltaicos pueden ayudar. Protegen los cultivos del exceso de sol y de la deshidratación, así como del granizo, al amortiguar su caída. Por lo tanto, esto actúa como factor impulsor del crecimiento del mercado de la agrivoltaica.

Un posible futuro mercado de expansión de la agrivoltaica sería su uso para optimizar los cultivos en invernaderos. Recientes desarrollos han demostrado como se puede  optimizar los cultivos en invernaderos con la implantación de paneles solares transparentes capaz de filtrar longitudes de onda de luz utilizadas para producción de energía solar y que a la vez no afecte al crecimiento y salud del cultivo.

Debido a que las plantas no utilizan todas las longitudes de onda de la luz para realizar la fotosíntesis, los investigadores han explorado la idea de crear células solares orgánicas semitransparentes que absorban principalmente las longitudes de onda que a las plantas no sean útiles, e incorporarlas en forma de paneles solares en la estructura de invernaderos.

Los resultados son realmente prometedores para el futuro desarrollo de invernaderos alimentados por paneles solares orgánicos semitransparentes, sin que se produzcan mermas en la producción de los mismos. 

Por regiones, el análisis de Allied Market Research sitúa a America del Norte como el dominante del mercado en la actualidad, y estima que continuará su dominio durante el periodo de proyección (2022-2031). “La disponibilidad de suelo se ha convertido en un problema en EE.UU. a medida que aumentan drásticamente los objetivos solares para acelerar la transición energética. A esto se suman los crecientes problemas de agua en muchas regiones, la pérdida de biodiversidad y la búsqueda de fuentes de ingresos adicionales por parte de los agricultores. Además de la producción agrícola basada en los cultivos, el pastoreo, la gestión del agua y la mejora de la biodiversidad, como el apoyo a los polinizadores, desempeñan un papel clave en los sistemas Agri-PV.”, se indica en el informe. 

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