Diseño de planta solar agrovoltaica de 25 mw conectada a red sobre terreno vitivinícola

Abstract

[ES] La agrovoltaica, también conocida como agrofotovoltaica, consiste en aprovechar una misma superficie de terreno tanto para obtener energía solar como productos agrícolas. Adolf Goetzberger y Armin Zastrow fueron los primeros en proponer esta técnica en 1981, pero el concepto no comenzó a popularizarse hasta las primeras décadas de los 2000. Las condiciones climáticas extremas cada vez más comunes, ya sean temperaturas altas o bajas, además del descenso de las precipitaciones y el riesgo de desertificación pueden tener un impacto negativo en los cultivos. Las plantas tienen un rango de temperatura óptimo para su crecimiento y desarrollo, y cuando las temperaturas se desvían de ese rango, pueden experimentar estrés y reducir su productividad. Entre los cultivos más afectados tenemos, entre otros, a la vid. Estos cultivos son los más comunes en Villena (Alicante), donde por la localización durante el transcurso del año, la climatología generalmente tiende a ser extrema. Estas condiciones climáticas extremas pueden afectar negativamente a la vid de varias maneras. En el caso de las altas temperaturas, la vid puede experimentar deshidratación, ya que la planta pierde agua a través de la transpiración más rápido de lo que puede absorber del suelo. La deshidratación afecta al crecimiento y el desarrollo de la vid, lo que puede disminuir su producción y calidad de la uva. Además, las altas temperaturas pueden acelerar el proceso de maduración de la uva, reduciendo el tiempo que la uva tiene para desarrollar su sabor y aroma característicos. También pueden provocar la pérdida de acidez y otros componentes importantes que contribuyen al sabor y la calidad del vino. Por otro lado, las bajas temperaturas también pueden afectar negativamente la vid. Las heladas pueden dañar los brotes y las hojas de la vid, lo que puede afectar la producción y calidad de la uva. Las temperaturas bajas también pueden provocar la ralentización del crecimiento y el desarrollo de la vid, lo que puede disminuir su productividad. Instalar paneles fotovoltaicos en los campos de cultivo permitiría obtener una serie de beneficios. Por un lado, se aprovecha mejor el suelo necesario para la energía solar y por otro, se protege a las plantas más delicadas. Los paneles solares al convivir con los cultivos en la misma superficie pueden servir a modo de ¿parasoles¿ capaces de proteger los cultivos del granizo y aguaceros además del frío y del sol durante las sequías y olas de calor. La sombra reduce la evaporación y aumenta de la humedad del suelo, lo que reduce las necesidades hídricas de la tierra y gracias al efecto refrigerante de la evaporación de las plantas, el rendimiento de los paneles aumenta hasta en un 10%. La producción de energía solar también puede proporcionar un ingreso adicional a los agricultores y mejorar la rentabilidad de sus tierras. Esta instalación consta de paneles solares que convierten la energía solar en electricidad, los inversores convierten la corriente continua generada por los paneles solares en corriente alterna, mediante transformadores elevadores se eleva la tensión y se inyecta en la red eléctrica. En conclusión, una planta agrovoltaica combina la producción de energía solar y la agricultura en una sola instalación, lo que proporciona numerosos beneficios. Es una solución innovadora y sostenible que combina la producción de energía renovable con la agricultura para beneficio del medio ambiente, los agricultores y la sociedad en general.

[EN] Agrovoltaics, also known as agrophotovoltaics, consists of using the same area of land to obtain both solar energy and agricultural products. Adolf Goetzberger and Armin Zastrow were the first to propose this technique in 1981, but the concept did not begin to popularize until the early 2000s. Increasingly common extreme weather conditions, such as high or low temperatures, as well as decreasing precipitation and the risk of desertification, can have a negative impact on crops. Plants have an optimal temperature range for their growth and development, and when temperatures deviate from that range, they can experience stress and reduce their productivity. Among the most affected crops are vines. These crops are the most common in Villena (Alicante), where, due to its location throughout the year, the climate tends to be generally extreme. These extreme weather conditions can negatively affect vines in several ways. In the case of high temperatures, the vine may experience dehydration, as the plant loses water through transpiration faster than it can absorb from the soil. Dehydration affects the growth and development of the vine, which can decrease its grape production and quality. In addition, high temperatures can accelerate the ripening process of the grape, reducing the time the grape has to develop its characteristic flavor and aroma. They can also cause the loss of acidity and other important components that contribute to the taste and quality of wine. On the other hand, low temperatures can also negatively affect the vine. Frosts can damage the buds and leaves of the vine, which can affect the grape production and quality. Low temperatures can also slow down the growth and development of the vine, which can decrease its productivity. Installing photovoltaic panels in crop fields would allow for a series of benefits. On the one hand, the necessary land for solar energy is better utilized, and on the other hand, more delicate plants are protected. Solar panels coexisting with crops on the same surface can act as "parasols" capable of protecting crops from hail and heavy rain as well as from cold and heat during droughts and heat waves. Shade reduces evaporation and increases soil moisture, which reduces the water needs of the land. Thanks to the cooling effect of plant evaporation, the performance of the panels increases by up to 10%. Solar energy production can also provide additional income to farmers and improve the profitability of their land. This installation consists of solar panels that convert solar energy into electricity. The inverters convert the direct current generated by the solar panels into alternating current, and through boosting transformers, the voltage is increased and injected into the electrical grid. In conclusion, an agrovoltaic plant combines the production of solar energy and agriculture in a single installation, which provides numerous benefits. It is an innovative and sustainable solution that combines renewable energy production with agriculture for the benefit of the environment, farmers, and society at large.