Investigadores japoneses han intentado de nuevo que la agrovoltaica en arrozales sea técnica y económicamente viable, a pesar de los conocidos problemas de productividad que presenta el cultivo de arroz bajo módulos solares. Utilizaron el seguimiento de doble eje y descubrieron potencial con una gestión cuidadosa del sombreado y los ángulos de inclinación.
Imagen: Boglárka Mázsi, Unsplash
Mantener una alta productividad en los arrozales con paneles solares sigue siendo una preocupación importante para los proyectos agrovoltaicos, como lo demuestra un reciente proyecto de investigación de la Universidad de Tokio (Japón). Este experimento de seis años mostró que el rendimiento de grano en la parcela de control fue de 8,5 t por hectárea, mientras que en el campo agrovoltaico fue de 6,5 t por hectárea, lo que representa una reducción del 23 %.
Los resultados de este trabajo confirmaron que el rendimiento de grano en el sistema agrovoltaico se vería limitado por la reducción de biomasa y número de panículas, características cruciales para la productividad del arroz. La calidad del grano, y en particular su caliza y el rendimiento de la espiga, también se deterioraron con el sombreado parcial en el sistema agrovoltaico.
Con estas cuestiones en mente, otro grupo de investigación de la Universidad de Tokio ha investigado si los sistemas agrovoltaicos basados en seguidores de doble eje pueden lograr mejores resultados en términos de productividad del arroz.
Analizaron el rendimiento de una instalación agrovoltaica con seguidores en un arrozal de 830 m² en Miyada-mura, prefectura de Nagano, Japón. «El sistema se diseñó para ajustar los ángulos de los paneles diariamente y estacionalmente, priorizando el crecimiento del arroz durante la temporada de siembra y maximizando la producción de energía fuera de temporada», explicaron.
El sistema utilizó 352 paneles fotovoltaicos con una potencia de 130 W y un tamaño de 1.504mm × 679Se agruparon en unidades de 7 a 8 paneles y giraban mediante seis motores de par. Se utilizaron materiales galvanizados para soportar fuertes vientos de hasta 25m / s . «Los paneles fotovoltaicos se controlan remotamente y giran mediante motores de par alrededor del eje principal este-oeste», enfatizó el grupo de investigación. «La inclinación de los paneles fotovoltaicos a lo largo del eje norte-sur se ajusta regularmente en un ángulo de entre 10 y 30 grados con respecto a la horizontal».
Durante el período de abril a agosto, los módulos se colocaron a 11 grados de la horizontal, mientras que en septiembre y octubre se colocaron a 20 grados. De noviembre a finales de enero, se colocaron a 30 grados y de febrero a finales de marzo, a 20 grados.
Estos experimentos demostraron que, durante dos temporadas de cultivo, el rendimiento del arroz bajo los paneles fue un 75 % y un 85 % menor en comparación con los arrozales de referencia sin módulos ubicados cerca. Sin embargo, los científicos descubrieron que, si bien el rendimiento fue ligeramente menor el primer año, mejoró significativamente el segundo año tras ajustar la cantidad de luz solar que llega a los cultivos.
Cabe destacar que el arroz también cumplió con los más altos estándares de calidad de grano de Japón, explicaron. El contenido promedio de proteína fue del 6,34 %, en comparación con el 6,47 % del arroz producido en la región local, mientras que el de amilosa fue del 18,71 %, en comparación con el 18,67 %.
Se descubrió que el sistema fotovoltaico podía generar 961,4 kWh/kW, un valor que los investigadores describieron como comparable con los sistemas agrovoltaicos en Europa.
Sus hallazgos están disponibles en el artículo “ Estudio de caso del cultivo de arroz en Japón bajo un sistema agrofotovoltaico ”, publicado en el Journal of Photonics for Energy.
“El estudio destaca las ventajas y desventajas que implica equilibrar la productividad de los cultivos con la producción de energía solar”, concluyó el equipo de investigación. Los investigadores observaron que una gestión cuidadosa del sombreado, incluyendo el ajuste de los ángulos de los paneles a lo largo del día y la temporada, puede contribuir a lograr ambos objetivos. También destacaron futuras estrategias, como el uso de IA para optimizar la distribución de la luz solar en tiempo real y la experimentación con paneles solares de alta eficiencia o semitransparentes para reducir aún más el sombreado de los cultivos.