Los sistemas agrofotovoltaicos pueden mitigar los efectos de las sequías en la producción de alimentos vegetales: El sombreado, que a menudo reduce el rendimiento de los cultivos cuando hay suficiente agua, puede incluso aumentar el rendimiento durante la sequía. Este es el resultado de un estudio de la Universidad de Hohenheim en Stuttgart.
El efecto puede ser especialmente importante en regiones donde hay un fuerte crecimiento demográfico y pronunciados periodos de sequía al mismo tiempo, como en la India o África.
Sin embargo, también en Europa cabe esperar períodos de sequía más prolongados en el futuro. Desde el punto de vista de los científicos, sin embargo, aún queda mucho por investigar, sobre todo en lo que respecta a la cuestión de qué plantas se adaptan mejor a los distintos sistemas.
El aumento de las temperaturas y los cambios en la cantidad y distribución de las precipitaciones son características del avance del cambio climático. La disponibilidad de agua, en particular, está disminuyendo drásticamente en muchas regiones del mundo, con consecuencias de gran alcance para la seguridad alimentaria de una población mundial cada vez más numerosa.
La sustitución de los combustibles fósiles por energías renovables se considera la clave para frenar el cambio climático. La energía solar, es decir, la conversión de la energía solar en energía eléctrica mediante la fotovoltaica, es la energía renovable más productiva y, además, cada vez es más asequible, factores que favorecen su expansión mundial.
Sin embargo, la instalación de sistemas fotovoltaicos en espacios abiertos entra en competencia directa con otras formas de utilización del suelo, como la producción agrícola. La agrofotovoltaica ofrece una solución. Permite producir alimentos y energía en la misma superficie. Por ejemplo, los paneles fotovoltaicos se colocan sobre soportes para que se puedan cultivar debajo. Otra posibilidad es instalar los módulos cerca del suelo, de modo que se pueda practicar la agricultura entre ellos.
Pero esta forma de generar energía puede hacer aún más. Investigadores del Departamento de Ecología Vegetal de la Universidad de Hohenheim, dirigidos por el profesor Dr. Andreas Schweiger, han estado investigando el potencial de la agrofotovoltaica para aumentar el rendimiento de los cultivos en condiciones climáticas cambiantes.
Es cierto que el sombreado del sistema fotovoltaico reduce el rendimiento cuando hay suficiente agua disponible para el crecimiento de las plantas. Sin embargo, cuando el agua escasea, las plantas se benefician de la menor evaporación y, por tanto, de la menor pérdida de agua: el rendimiento es mayor que en las zonas sin sombra.
Lisa Pataczek, ayudante de investigación.
Desde el punto de vista de los investigadores, este efecto estabilizador en el rendimiento de los cultivos hace de la agrivoltaica una tecnología prometedora.
Los investigadores ven un potencial especial en las regiones del mundo propensas a la sequía. Entre ellas están el oeste de Estados Unidos, el este y el sur de África, la Península Arábiga, Oriente Medio, India y Australia. Desde el punto de vista de los investigadores, esto es especialmente importante en países con periodos pronunciados de sequía y un crecimiento masivo de la población, como la India.
La fotovoltaica es también una estrategia para luchar contra la desertización en las zonas periféricas de todos los grandes desiertos del mundo.
Dr. Schweiger
En las regiones donde escasean las aguas subterráneas, se podría reducir el agotamiento de este importante recurso y minimizar al mismo tiempo las emisiones de CO2 procedentes de la generación de energía, lo que a su vez contrarresta el cambio climático.
Esto significa que la agrivoltaica no sólo ayudará a mitigar los efectos del cambio climático en regiones que ya están clasificadas como áridas. Será especialmente importante para regiones que se enfrentarán a una creciente escasez de agua en el futuro, como amplias zonas de la región mediterránea.
Dr. Schweiger
Sin embargo, este potencial varía mucho en función de las condiciones climáticas y depende en gran medida de las plantas que se cultivan en estos sistemas de doble uso de la tierra. Por ejemplo, la mayoría de los cultivos estudiados hasta ahora toleran hasta un 15% de sombra sin pérdidas significativas de rendimiento.
Dr. Schweiger
Las bayas, las frutas y las hortalizas de fruto incluso se benefician del sombreado, mientras que los rendimientos de las plantas forrajeras, las hortalizas de hoja, los tubérculos y los cultivos de raíces, así como la mayoría de los tipos de cereales, sufren mínimamente. En cambio, el maíz, las habas, la soja y los altramuces, por ejemplo, sufren graves pérdidas de rendimiento incluso con poca sombra.
Sin embargo, aún faltan conocimientos detallados y fundamentados sobre las relaciones entre las distintas formas de agrivoltaica y las reacciones de las distintas plantas.
Por ejemplo, muchas plantas empiezan a aumentar el crecimiento del material foliar fotosintéticamente activo por encima del suelo a la sombra. Esto es interesante en la lechuga, por ejemplo, ya que esta parte de la planta tiene interés económico.
Lisa Pataczek
Los resultados de otras investigaciones no sólo son necesarios para seleccionar las plantas óptimas para el sombreado respectivo en las condiciones climáticas dadas. También pueden contribuir al desarrollo de sistemas agrivoltaicos inteligentes en los que las señales de estrés de las plantas se utilicen en tiempo real para controlar la orientación de los paneles y, por tanto, el sombreado.
Más información: Schweiger, A. H., & Pataczek, L. (2023). How to reconcile renewable energy and agricultural production in a drying world. Plants, People, Planet, 1–12. honlinelibrary.wiley.com
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