En la actualidad se están desarrollando distintos estudios en diferentes partes del mundo con el objetivo de aprovechar la energía fotovoltaica para el abastecimiento de los invernaderos.

La energía solar se presenta como una de las renovables que más destaca en el sector agrícola, ya que el aprovechamiento de las ondas lumínicas provenientes del sol puede permitir que los cultivos sean más sostenibles sin perder eficiencia. Este aprovechamiento puede ser total o parcial, y según estudios recientes, incluso en los climas menos cálidos se puede llegar a obtener de esta fuente más del 40% de la energía total que requiere un invernadero (Ravishankar et al., 2020).

Investigación científica

Recientes investigaciones se han centrado en la implementación en invernaderos del modelo energy neutral, es decir, que no requiera ninguna fuente de energía externa al propio invernadero. Para ello, proponen el uso de células fotovoltaicas orgánicas y transparentes, que dejen pasar la luz, y su colocación en la parte superior externa de los invernaderos.

Uno de los más recientes estudios en este sentido, ha sido dirigido por ingenieros, botánicos e investigadores de física de la Universidad del Estado de Carolina del Norte (NCSU, EEUU). Plantearon un modelo de invernadero capaz de “cultivar energía”, es decir, aprovechar las longitudes de onda de la luz solar que las plantas no utilizan en la fotosíntesis para abastecer al invernadero de la energía que necesita.

1 - (NCSU - Modelo gráfico de invernadero, 2020)

Según Brendan O’Connor, uno de los autores de este estudio, “Si bien es cierto que esta tecnología usa parte de la luz de las que las plantas dependen, pensamos que el impacto será poco notable en el crecimiento de las plantas, y la ‘relación de sacrificio’ será buena para los agricultores a nivel económico”. Esta ‘relación de sacrificio’ se refiere a la relación entre la cantidad de energía generada por las células fotovoltaicas y la cantidad de luz de la banda fotosintética que permiten que pase al interior del invernadero, pues bloquean una parte de la luz.

Mediante un modelo de simulación por ordenador, plantearon tres escenarios en invernaderos de tomate, en Arizona, Carolina del Norte y Wisconsin. En el caso de Arizona, el invernadero llegó a ser energy neutral, y las células solares solo bloquearon un 10% de la luz fotosintética. En Carolina del Norte, fue necesario el bloqueo de un 20%, y en Wisconsin, con un clima más frío, no fue posible el modelo energy neutral, pero las células fotovoltaicas pudieron proporcionar el 46% de la energía requerida por el invernadero.

Diseño solar

Además de investigaciones académicas, también se están realizando avances en este sentido en el campo del diseño. Marjan van Aubel es una diseñadora solar holandesa que ha sido premiada por su idea Power Plant, en la que plantea el uso de paneles solares de células transparentes para proporcionar energía a los invernaderos.

2 – (Power Plant – Marjan van Aubel, 2018)

Esta diseñadora, ya había creado células de este tipo a modo de vidrieras para ventanas que proporcionan energía a viviendas, o mesas de vidrio que cargan dispositivos electrónicos. A partir de esta tecnología, ha desarrollado Power Plant, en colaboración con The New Institute, la arquitecta Emma Elston, la investigadora Yasmine Ostendorf, Physee y la Universidad de Ámsterdam.

Tecnologías que ya están en funcionamiento

Power Plant es una idea que une el uso la energía solar mediante uso de células fotovoltaicas transparentes con un sistema hidropónico y el uso de luces LED, para lograr un cultivo sostenible. En la actualidad, existen tecnologías que ya están en marcha, y que también utilizan estas premisas (energía solar, hidroponía y LED), como el módulo de Agricultura Vertical con cultivos sin suelo NFT e iluminación LED desarrollado por NOVAGRIC, que puede utilizar como fuente principal la energía solar mediante placas fotovoltaicas. Esta combinación de tecnologías está enfocada hacia un modelo de agricultura sostenible.

Referencias bibliográficas:

Ravishankar, E., Booth, R., Saravitz, C., Sederoff, H., Ade, H., & O’Connor, B. (2020). Achieving Net Zero Energy Greenhouses by Integrating Semitransparent Organic Solar Cells. Joule. doi: 10.1016/j.joule.2019.12.018

Marjan van Aubel. (2020). Retrieved 05th May 2020, from https://marjanvanaubel.com

Current Window – Marjan van Aubel. (2016). [Image]. Retrieved from https://marjanvanaubel.com/wp-content/uploads/2017/08/Marjan-van-Aubel_Current-WindowCurrent-Window-Amy-GwatkinMarjan-van-Aubel_Current-Window-1024×682.jpg

Power Plant en tejado – Marjan van Aubel. (2018). [Image]. Retrieved from https://marjanvanaubel.com/wp-content/uploads/2018/06/Power-Plant_rooftop-1024×620.jpg

NCSU – Modelo gráfico de invernadero. (2020). [Image]. Retrieved from https://news.ncsu.edu/wp-content/uploads/2020/02/OConnor-greenhouse-HEADER-1500.jpg

Power Plant – Marjan van Aubel. (2018). [Video]. Retrieved from https://vimeo.com/275812869

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