Austria podría aprovechar 90 TWh de energía agrovoltaica utilizando entre el 5 y el 16 % de las tierras de cultivo

Un grupo de investigación dirigido por la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida de Viena, Austria, llevó a cabo un análisis tecno{0}}económico del potencial de las instalaciones agrivoltaicas del país, combinando evaluaciones de rentabilidad tanto para la generación solar fotovoltaica como para la producción agrícola.

"Nuestro artículo presenta, hasta donde sabemos, el primer marco integrado que combina la simulación de la generación de electricidad fotovoltaica y la producción agrícola para sistemas agrivoltaicos a nivel de todo un país, incluidos los impactos del cambio climático", dijo la autora correspondiente Isabelle Grabner a pv magazine. "En nuestra investigación analizamos las reducciones en la producción agrícola en Austria debido a la expansión de la energía solar fotovoltaica en tierras agrícolas.

"Comparamos el despliegue agresivo de energía agrivoltaica y las instalaciones fotovoltaicas típicas-montadas en el suelo, necesarias para alcanzar los objetivos de neutralidad climática", añadió Grabner. "Además, mostramos efectos limitados de adaptación al cambio climático en el caso de la agrovoltaica, pero estos últimos resultados dependen en gran medida de los cultivos elegidos y de las características específicas del país".

Para realizar el análisis, el equipo utilizó un marco de simulación modular, empleando software establecido cuando estuviera disponible y desarrollando nuevas soluciones según fuera necesario. El marco está disponible en línea bajo la licencia GPL. Utilizando datos de la UE del modelo climático integrado-de políticas (EPIC), los investigadores primero clasificaron las áreas adecuadas para el uso agrovoltaico, aplicando filtros como una superficie mínima de tierra de cultivo conectada de 1 ha, una pendiente promedio máxima de 20 grados y una altitud máxima de 1.950 m sobre el nivel del mar.

La generación de electricidad se simuló con PVlib, utilizando datos de irradiación horizontal global (GHI) de una simulación climática en una red de 1 km. Se utilizó EPIC para modelar procesos ambientales clave y crecimiento de plantas a nivel de parcela, con pasos de tiempo diarios y una resolución espacial de 1 km × 1 km. Los escenarios incorporaron interacciones entre las condiciones ambientales y las prácticas de gestión, incluida la rotación de cultivos, para cultivos como guisantes, soja, patatas, alfalfa, cebada de verano y avena.

Los datos climáticos se basaron en observaciones de 1981 a 2020 y proyecciones de 2031 a 2070. Se probaron dos escenarios de referencia: producción agrícola sin un sistema fotovoltaico y energía fotovoltaica-montada en el suelo sin agricultura. Los escenarios agrovoltaicos incluyeron sistemas sobre pilotes elevados, orientados al sur-con una altura de instalación de aproximadamente 10 m, y sistemas bifaciales verticales con una distancia entre filas de 10 m y dos paneles bifaciales apilados verticalmente. Cada sistema fue evaluado bajo escenarios de bajo, mediano y alto costo.

El análisis mostró que en Austria, los sistemas fotovoltaicos{0}}montados en el suelo generan 1173 MWh/ha, los sistemas agrivoltaicos sobre pilotes 684 MWh/ha y los sistemas agrivoltaicos verticales 373 MWh/ha de electricidad. Los ratios de beneficios en relación con la producción agrícola por sí sola oscilaron entre 10:1 y 50:1 para los sistemas verticales, hasta 60:1 para los sistemas sobre pilotes y hasta 100:1 para los sistemas fotovoltaicos montados en el suelo.

"Para alcanzar 90 TWh/año de generación de electricidad a partir de energía solar fotovoltaica en tierras de cultivo, un límite superior en todos los escenarios de neutralidad climática, se requiere una cantidad del 5% al ​​16% del área total de cultivo", concluyó el equipo. "Las superficies necesarias y la reducción simulada del rendimiento implican que la pérdida en la producción agrícola austriaca alcanzaría entre el 2% y el 6%. Sólo los sistemas agrivoltaicos pueden alcanzar pérdidas de producción en el extremo inferior del rango observado. Los efectos de adaptación al cambio climático de los sistemas agrivoltaicos son menores".

Los resultados de la investigación están disponibles en "The techno-potenciales económicos de las instalaciones agrivoltaicas en Austria", publicado en Renewable Energy. En el estudio participaron investigadores de la Universidad BOKU de Austria y del Instituto Federal de Economía Agrícola.