Un equipo de investigación de la Universidad Purdue ha demostrado cómo optimizar el rendimiento en campos de maíz equipados con paneles de energía solar que durante todo el día proyectan sombras dinámicas sobre los cultivos en crecimiento.

El equipo de ocho investigadores de la Universidad Purdue y la Universidad de Aarhus en Dinamarcapublicadosus hallazgos el 26 de julio de 2024, enSostenibilidad de informes celulares.

Los paneles solares (fotovoltaicos) normalmente proyectan sombras permanentes sobre el suelo durante todo el día.La sombra permanente en un campo agrícola perjudicaría el crecimiento de los cultivos.El equipo de Purdue probó un sistema agrivoltaico que se eleva muy por encima de los cultivos para permitir las operaciones de cosechadoras.

El sistema siguió el sol durante las horas del día.Con paneles en constante movimiento, cada hilera de maíz recibía diferentes intensidades de luz a lo largo del día, pero ninguna estaba bajo una sombra constante.

"Desarrollamos un modelo para calcular qué fracción de luz cae en cada fila", dijo el coautor Rakesh Agrawal, profesor distinguido de ingeniería química Winthrop E. Stone en Purdue.

Armados con los modelos de crecimiento de plantas e intensidad de la luz (sombra dinámica) del equipo de Purdue, los investigadores ahora pueden hacer preguntas críticas sobre qué pasaría si.¿Qué pasaría si los paneles solares funcionaran a alturas más bajas?¿Qué pasaría si se acercaran o se alejaran el uno del otro?¿Y si cultivaran una variedad de maíz más pequeña?

"Una temporada es un punto de datos. Si quieres cambiar tus variables, sólo hay un verano cada año, por lo que si cambiamos la altura, sólo puedes cultivar un cultivo ese año para medir el impacto", dijo Agrawal.Pero con las simulaciones, los fabricantes de energía fotovoltaica, las compañías eléctricas y los agricultores pueden formular varias preguntas hipotéticas y probar rápidamente múltiples opciones.

Los paneles del experimento de Purdue tenían 20 pies de altura.Pero el modelo ya ha demostrado que los paneles de 10 pies de alto producirían resultados similares con costos de construcción mucho más bajos.

"Estamos mostrando al mundo que, con el maíz, se puede hacer algo así y funciona muy bien", afirmó Agrawal.

La coautora Margaret Gitau, profesora de ingeniería agrícola y biológica, señaló que en algunas situaciones, la energía agrivoltaica también puede afectar el microclima del campo de manera que promueva la resiliencia climática de los cultivos.

"Algunas áreas podrían experimentar condiciones más húmedas y frías, mientras que en otras áreas, las condiciones podrían no ser diferentes a las de áreas sinpaneles solares", dijo Gitau. "La sombra proporcionada por los paneles puede ser importante para conservar la humedad en áreas que experimentan estrés hídrico y térmico durante períodos particularmente secos".

La agrovoltaica también ofrece el potencial de construir sistemas hídricos autosostenibles.Las aguas de escorrentía o drenaje podrían recolectarse y reciclarse para proporcionar riego suplementario utilizando energía generada en el sitio, dijo.

La mayor parte del trabajo agrovoltaico estadounidense se centra en cultivos especiales como las coles de Bruselas, las frambuesas, las coles y los pimientos.Pero esos cultivos ocupan un pequeño porcentaje de tierra en comparación con los cultivos en hileras.

En 2022, el maíz, la soja y el trigo abarcaban más de 200 millones de acres en Estados Unidos, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.

Más información:Varsha Gupta et al, Optimización del cultivo agrivoltaico de maíz mediante experimentación y modelado a escala agrícola,Sostenibilidad de informes celulares(2024).DOI: 10.1016/j.crsus.2024.100148