rearCPVbif

Resumen:

La energía fotovoltaica (FV) se ha posicionado como una fuente de energía renovable (ER) ideal para impulsar la tan necesaria transición ecológica, debido a su precio competitivo, flexibilidad e impacto positivo en la creación de empleo y el medio ambiente. Sin embargo, también presenta algunos inconvenientes. En concreto, la capacidad fotovoltaica prevista en la UE y España será, respectivamente, de unos 200 GWp y unos 30 GWp para 2030. Esto requerirá una gran cantidad de terreno, alrededor de 400000ha en la UE y 60000ha en España (dos veces la superficie de invernadero de Almería). Por tanto, se trata de un reto importante, ya que la energía fotovoltaica puede entrar en conflicto con la agricultura y la biodiversidad.

La agrivoltaica (APV) ha surgido como una de las soluciones más prometedoras para aliviar la competencia del uso de la tierra entre la energía y la producción de alimentos y para aumentar la eficiencia del uso de la tierra. La APV consiste en la combinación de la generación de energía fotovoltaica y las actividades agrícolas en el mismo terreno. Esta tecnología ha despertado un interés creciente en los últimos años y la capacidad nominal instalada ha experimentado un crecimiento exponencial, pasando de apenas 5 MWp en 2012 a unos 2,8 GWp a finales de 2020. El potencial de la APV para contribuir a la transición ecológica y aumentar la resiliencia de los sectores agrícola y energético de la UE y España es enorme. De hecho, se ha calculado que la demanda mundial de energía podría compensarse incluso si menos del 1% de las tierras de cultivo se convirtieran en APV.

A pesar de su potencial, la APV se encuentra todavía en una fase de aprendizaje y son necesarios importantes esfuerzos para desarrollar tecnologías fotovoltaicas especialmente adaptadas a las aplicaciones agrícolas. En este sentido, una tecnología APV adecuada debería tener en cuenta características clave directamente relacionadas con el crecimiento de las plantas, a saber: a) intensidad de la luz (los módulos FV introducen sombra en las plantas), b) uniformidad de la luz (los módulos FV podrían afectar a la distribución espacial de la luz en las plantas), y c) distribución espectral de la luz (los módulos FV podrían afectar al espectro en la banda de onda de absorción de los cultivos). Teniendo esto en cuenta, se están investigando varias tecnologías fotovoltaicas transparentes (TPV), como las de capa fina (por ejemplo, a-Si, sensibilizada con colorantes, CdTe o Perovskita), orgánicas y de concentración. Actualmente, la TPV basada en c-Si es la tecnología de referencia por su madurez, eficiencia, baja degradación y coste. Sin embargo, tiene el inconveniente de la baja calidad lumínica, ya que se basa en el intercalado de células solares c-Si opacas que introduce una alta falta de uniformidad en los cultivos.

El proyecto RearCPVbif pretende desarrollar una novedosa tecnología fotovoltaica de alta transparencia especialmente adaptada a la agrivoltaica. La tecnología se basa en una nueva configuración formada por concentradores posteriores de baja potencia y células solares bifaciales para aumentar la eficiencia relativa de la tecnología actual entre un 150% y un 200%, mejorar la calidad de la luz que incide sobre las plantas, el rendimiento térmico y reducir el coste.