La producción de energía a partir del sol fue durante años la apuesta más fuerte en la producción energética verde. ¿Qué ha ocurrido con ella? ¿En que estado se encuentra la tecnología para su producción?

Nuestro sol proporciona una fuente de energía sostenible, limpia y eficiente que es predecible y mejorable. Los paneles solares han mejorado en eficiencia y han aparecido nuevas ideas desde distintos gobiernos, empresas y organizaciones para agregar la energía solar en nuestra red de electricidad.

Cada 24 horas, suficiente luz solar toca la Tierra para proporcionar energía a todo el planeta durante 24 años.

Martha Maeda

La antigua frase "hacer heno mientras brilla el sol" hoy en dia puede adquirir un nuevo significado por el uso que se está dando a diferentes espacios para la producción de energía a partir del sol. En este artículo, hablaremos del impacto que está suponiendo en dos casos: el uso de tierras destinadas a la agricultura y los espacios como los parkings para coches.

El Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales del gobierno del Reino Unido afirmó que el impacto del cambio climático podría reducir el número de hectáreas de tierras de cultivo en casi tres cuartas partes para 2050. Además, el calentamiento global influirá en la degradación del suelo, en la reducción cuantitativa y cualitativa de agua destinada a la agricultura y ganadería y, en general, en pérdida de biodiversidad.

¿Cómo puede influir la producción y uso de energía solar en estas previsiones? Dado que la producción de energía solar crea prácticamente cero emisiones de carbono, se considera una importante fuente de energía renovable.

Energía agrovoltaica

También conocida por energía agrofotovoltaica consiste en aprovechar una misma superficie de terreno tanto para obtener energía solar como productos agrícolas. Es decir, los paneles solares conviven con los cultivos sobre la misma superficie. Esta técnica fue concebida originalmente por Adolf Goetzberger y Armin Zastrow en 1981, pero el concepto no comenzó a popularizarse hasta la década pasada.

La sombra que los paneles producen en los cultivos puede afectar a su productividad, ya que reciben algo menos de luz (aunque esto puede beneficiar a ciertos cultivos), aunque la producción de energía se encarga de compensar esta pérdida. Según un estudio publicado por Nature con que solo un 1% de los terrenos cultivables se dedicaran a la producción de electricidad solar, sería posible compensar la demanda mundial de energía.

La sombra que los paneles producen en los cultivos puede afectar a su productividad, ya que reciben algo menos de luz, aunque la producción de energía se encarga de compensar esta pérdida

Sobre este mismo asunto el departamento de medio ambiente de Reino Unido aseguró que la reorientación del uso de las tierras destinadas a la agricultura para la producción de energía solar afectaría a la producción de alimentos y con ello a su seguridad. Por otro lado, un informe independiente de la Estrategia Nacional de Alimentos de Reino Unido afirmó que este no era el caso, principalmente porque la industria solar está trabajando en estrecha colaboración con los agricultores para reducir los costes generales y mejorar la sostenibilidad económica y ambiental de sus operaciones. Igualmente en su planificación establecen que se usen tierras no destinadas a la agricultura y en caso de ser de cultivo, sean de bajo valor.

El aprovechamiento de la energía solar en áreas agrícolas favorece además el autoconsumo fotovoltaico, el cual en España se ha disparado, ya que las necesidades energéticas de las explotaciones pueden cubrirse fácilmente con la electricidad generada. La agrovoltaica también está ligada al smart farming, que permite un rendimiento mayor gracias al uso de tecnologías como la inteligencia artificial, el big data o el Internet de las Cosas. A su vez, impulsa el desarrollo de los pueblos inteligentes.

La industria de generación y producción de energía solar, por su lado, se ha comprometido a ser sensible a los paisajes protegidos y a mejorar el valor ecológico de la tierra al planificar instalaciones solares en tierras de cultivo. En España, los distintos gobiernos han legislado y están sensibilizados con este asunto. Ejemplo de ello lo podemos encontrar en la web del Ministerio de Transición Energética en el artículo Zonificación ambiental para energías renovables: Eólica y Fotovoltaica, siendo conscientes que la implantación de este tipo de instalaciones tiene una repercusión sobre el medio ambiente, cuya evaluación es necesaria en el marco de la legislación comunitaria, estatal y autonómica de evaluación ambiental.

En general, son palabras que generan ilusión y esperanza en la carrera por reducir la emisión de gases a la atmósfera y, con ello, ralentizar el proceso de calentamiento global. En cualquier caso habrá que estar atentos a los posibles inconvenientes que pueden generar la aplicación de las soluciones a medio y largo plazo, algo que suele ocurrir en cualquier disciplina.

Agricultura sostenible

Según la industria, la implantación de instalaciones solares en tierras destinadas a la agricultura intensiva tiene varios beneficios: la tierra que se encuentra bajo los paneles solares tenderá a recuperarse y al mismo tiempo proporcionará una nueva fuente de ingresos al agricultor. Por lo tanto, se puede ver que las instalaciones solares realmente mejoran la calidad general de la tierra agrícola.

Los modelos de la industria solar también promueven el desarrollo sostenible de la tierra y el uso dual de esta. Un ejemplo sería el uso de pastizales adicionales en la periferia de una instalación solar para el pastoreo de ovejas. En Reuno Unido las estrictas normas de planificación que controlan la instalación de paneles solares en tierras de cultivo aseguran que las huertas solares no utilicen tierras de cultivo, sino que las tomen prestadas. Estos controles aseguran que las tierras de cultivo puedan regenerarse completamente para la agricultura al final de la vida útil de la instalación solar.

Retos del paisaje y medio ambiente

En España, este nuevo escenario, ha puesto de manifiesto la necesidad de disponer de un recurso que ayude a la toma de decisiones estratégicas sobre la ubicación de estas infraestructuras energéticas, que implican un importante uso de territorio y pueden generar impactos ambientales significativos. Por ello, el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, a través de la Subdirección General de Evaluación Ambiental de la Dirección General de Calidad y Evaluación Ambiental, ha elaborado una herramienta que permite identificar las áreas del territorio nacional que presentan mayores condicionantes ambientales para la implantación de estos proyectos, mediante un modelo territorial que agrupe los principales factores ambientales, cuyo resultado es una zonificación de la sensibilidad ambiental del territorio.

Según la industria, como los paneles solares están montados en postes, no representa un peligro para las tierras de cultivo. Según ellos todo lo contrario, puede mejorar la biodiversidad local al apoyar la vida animal y vegetal nueva y existente. Esta tierra de doble uso ayuda a los polinizadores, las mariposas y las aves que anidan en el suelo a entrar en nuevas áreas del campo. Además, se fomenta el crecimiento de setos vivos, así como la promoción de hábitats de humedales. Las huertas solares requieren una gestión de drenaje del agua efectivos, lo que reduce riesgos de inundaciones localizadas.

Apoyando la sostenibilidad agrícola

Las huertas solares en terrenos destinados a la agricultura producen energía a un coste muy bajo. Son considerados una parte importante en la estrategia para conseguir los objetivos de producción y uso de energía renovable de distintos paises. Algunos ejemplos son los puntos respectivos a la energía y transición energética de la Agenda 2030 del gobierno de España, el gobierno de Gales se ha fijado como objetivo que el 70% del consumo de electricidad sea generado con energías renovables para el año 2030 y en la Unión Europea se ha propuesto ser el primer continente neutro para el año 2050.

Durante la subasta de energía renovable de 2022 del Reino Unido, las granjas de energía solar pujaron con éxito para generar energía cuatro veces más barata que el gas. Esto ha contribuido a gestionar el precio de la energía en todos los sectores de la industria, incluida la agricultura. Además, dado que los agricultores reciben ingresos directos y regulares al permitir que sus tierras se utilicen para la agricultura solar, se reduce el efecto del clima extremo en sus entornos, lo que favorece la estabilidad financiera a una industria ocasionalmente volátil. Un estudio reciente sugirió que los productores de tabaco en los EE. UU. podrían convertir sus tierras en granjas de energía solar, lo que les daría un ingreso estable y ganancias potencialmente más altas dada la disminución general de la demanda de tabaco.

Conclusión

En conclusión, a diferencia de la mayoría de los otros desarrollos energéticos, el permiso de planificación solo se otorga para huertas solares con la condición de que la tierra pueda restaurarse para uso agrícola. Esto significa que el uso prolongado de la tierra en barbecho aumenta el contenido orgánico del suelo, además de absorber CO2 de la atmósfera.

Plantas fotovoltaicas en parkings para coches

Comúnmente conocidos por parkings o aparcamientos solares, son estructuras o marquesinas de parkings donde, en lugar de llevar un techo normal, incorpora las placas solares. Esto no solo crea una fuente de energía asequible, sino que también tiene el beneficio adicional de proteger los automóviles debajo de la nieve, la lluvia y el sol de verano.

Los estacionamientos se está transformando en una central eléctrica en miniatura. Además, los modelos más actuales de marquesinas incluyen en su instalación con posibilidad de recarga de vehículos eléctricos. Teniendo en cuenta que la demanda del coche eléctrico es creciente sustituyendo al motor de combustión clásico, muchos gobiernos y empresas están apostando por la implantación de este tipo de estructuras.

Ya en el año 2021 el gobierno andaluz apostaba por convertir estos espacios en plantas fotovoltaicas. Un solo fabricante de automóviles en el sur de Inglaterra ahora cuenta con más de 2.000 paneles solares con una capacidad máxima de poco menos de 1 MW (megavatio), suficiente para alimentar cientos de hogares. El gobierno francés está tan entusiasmado con esta idea sostenible que ha hecho obligatorio que todos los aparcamientos con más de 80 plazas estén cubiertos con paneles solares. También están examinando la idea de agregar paneles solares a terrenos ubicados junto a autopistas, vías férreas y tierras de cultivo. Una fuente de UCL ha estimado que agregar paneles solares al entorno construido en el Reino Unido podría producir potencialmente 117 GW, con un estimado de 11 GW provenientes de los estacionamientos.

Siendo una idea simple pero efectiva está resultando popular entre muchas empresas, especialmente a la luz de los recientes aumentos en los precios de la electricidad. Los hospitales, universidades, hoteles y centros de ocio también están descubriendo que sus gastos en energía pueden reducirse mediante la implantación de paneles solares en los estacionamientos existentes.

Presente y futuro de la producción de energía solar

Paneles solares flotantes

Estos paneles solares flotantes están ganando popularidad, en parte debido a que cuestan menos que sus contrapartes terrestres, pero también porque producen hasta un 10% más de electricidad, debido al efecto de enfriamiento del agua. Los paneles solares flotantes también puede ayudar con la gestión del agua, ya que reducen la pérdida de agua por evaporación al limitar naturalmente la circulación del aire y bloquear la luz solar de la superficie del agua. También pueden reducir los costos de tratamiento de agua al limitar la producción de algas nocivas.

Tecnología solar BIPV

Los paneles fotovoltaicos integrados en edificios son paneles solares que se integran a la perfección con el diseño arquitectónico general de un edificio, incluidos techos, fachadas, sistemas de tragaluces, etc. Pueden ser más atractivos visualmente que los paneles solares tradicionales, sin comprometer el diseño del edificio.

La tecnología solar BIPV también reduce los gastos energéticos, ya que los paneles solares se integran en el edificio en la fase de construcción y se pueden utilizar como sustitutos de otros materiales de construcción, además de eliminar los accesorios adicionales que requieren los paneles solares posteriores a la construcción.

Algunos de los beneficios de la tecnología BIPV incluyen el aumento general de la eficiencia energética del edificio, mayor aislamiento térmico y acústico, energía limpia y de un precio prácticamente nulo. También a la reducción de la huella de carbono general del edificio.

Pieles solares

Esta tecnología relativamente nueva consiste en aplicar pieles imprimibles en la parte frontal de los paneles solares. Esto significa que áreas tales como vallas publicitarias se pueden convertir en paneles solares, sin dejar de mostrar los medios publicitarios y conservando la eficiencia de las células fotovoltaicas que se encuentran debajo. Los revestimientos también se pueden usar para ayudar a que los paneles parezcan menos molestos en áreas de conservación, o se pueden usar para cambiar la estética de un edificio, como crear la apariencia de un césped cubierto de hierba.

Tejido solar

Todavía en etapa de desarrollo, los investigadores están desarrollando filamentos de tela que se pueden incorporar a la ropa que actúan como una celda fotovoltaica y se pueden usar para alimentar teléfonos móviles, así como para generar calor para mantener caliente al usuario. Los hilos solares se pueden tejer en la tela para fabricar tiendas de campaña, lo que permite que los entusiastas del aire libre puedan tener una fuente de energía fácil y gratuita, lo que reduce la necesidad de fogatas y el riesgo asociado de crear incendios forestales.