Un nuevo tipo de panel de invernadero comercial mejora la calidad de la luz al amplificar los colores que son beneficiosos para las plantas y genera electricidad sin pérdida de producción, según la empresa que se ha asociado para desarrollar la tecnología.
Soliculture, con sede en Scotts Valley, California, ha completado varios años de ensayos de crecimiento de plantas comerciales que incluyen vegetales, plantas ornamentales, flores cortadas y bayas. La compañía dijo que las pruebas han demostrado que los paneles montados directamente sobre la producción de cultivos tienen efectos neutrales a positivos en el crecimiento de las plantas.
"Solario ha desarrollado una tecnología líder en la industria para la fabricación de módulos fotovoltaicos solares optimizados para aplicaciones de invernadero”, dijo Carley Corrado, director de desarrollo comercial de la empresa.
Las células solares, también llamadas células fotovoltaicas (PV) por los científicos, convierten la luz solar directamente en electricidad. PV recibe su nombre del proceso de convertir la luz (fotones) en electricidad (voltaje), lo que se denomina efecto PV.
“Tanto las plantas como los paneles solares requieren luz solar, y hasta ahora no ha sido posible hacer ambas cosas bajo el mismo techo. Pero, con la tecnología patentada de Solaria, desarrollada durante la última década para cortar, ensartar y laminar células fotovoltaicas, los módulos fotovoltaicos de invernadero de Solaria convierten eficientemente parte de la luz solar en electricidad mientras transmiten luz de calidad para la producción agrícola debajo de los módulos”, según un comunicado de prensa. .
Corrado dijo que los módulos permiten a los productores de invernaderos producir electricidad para compensar sus propias necesidades de energía o les permite generar ingresos en la misma huella existente de sus invernaderos, "todo sin comprometer su productividad agrícola".
El verano pasado, Solaria, un proveedor de tecnologías de módulos solares con sede en Fremont, California, y Solicultura, proveedor de energía fotovoltaica integrada en invernaderos (GIPV) para productores de invernaderos comerciales, aseguraron una colaboración estratégica para aplicaciones de agricultura fotovoltaica.
Solaria está suministrando su tecnología de procesamiento de células para su uso con la tecnología de concentrador solar luminiscente de Solicultura. Los nuevos módulos pueden generar electricidad en un espectro de luz alterado optimizado para el crecimiento de las plantas.
Enlaces tecnológicos
La inversión de capital de Solaria en Solicultura permite a las empresas combinar sus tecnologías para crear soluciones fotovoltaicas para invernaderos, según el comunicado de prensa.
“Juntas, las empresas han completado su primer proyecto comercial con uno de los propietarios y productores de invernaderos comerciales más grandes del norte de California”, decía el comunicado. “El sistema espera generar un retorno de la inversión en solo seis años, números atractivos para un mercado agrícola mundial cada vez más exigente”.
“Solaria está entusiasmada de trabajar con Solicultura para abordar dos de los problemas más apremiantes de nuestro tiempo: la seguridad alimentaria y energética”, dijo CEO de Solaria, Suvi Sharma. “Según el Banco Mundial, necesitamos producir al menos un 50 por ciento más de alimentos para 2050 para mantener el ritmo de crecimiento de la población. Estamos muy familiarizados con la importancia crítica de crear un futuro energético más sostenible. Poder abordar tanto el rendimiento de los cultivos como el cambio climático con un solo producto es revolucionario”.
Las dos empresas utilizan la tecnología de procesamiento de células patentada de Solaria y la tecnología de concentrador solar luminiscente de Solicultura.
“Juntos, ofrecen a los clientes un valor combinado de módulos estéticamente atractivos y de alta eficiencia a un precio rentable con un espectro de luz alterado optimizado para el crecimiento de las plantas y, al mismo tiempo, generan electricidad”, afirma el comunicado de prensa. “Este producto responde a las necesidades únicas de los agricultores y sus negocios de un material que tenga efectos neutrales en las plantas pero que también genere suficiente energía para que sea económicamente atractivo. Ahora, los productores de invernadero tienen un gran incentivo para incorporar la energía fotovoltaica integrada en la construcción (BIPV) en sus proyectos agrícolas”.
“Los agricultores son los héroes no reconocidos de nuestro tiempo, pero no podrán mantenerse al día con la demanda, el aumento de los costos y el empeoramiento de las condiciones de crecimiento debido al cambio climático, a menos que creemos innovaciones para ayudarlos”, dijo. Glenn Alers, presidente de Solicultura y director general. “La investigación dedicada y los años de experiencia en energía fotovoltaica combinados han permitido a Solicultura y Solaria proporcionar a los productores de invernadero una nueva herramienta que puede brindarles el beneficio económico de la generación de energía solar, junto con una mejor producción agrícola, en la misma huella. Este es el futuro de la energía solar, y ahora está completamente disponible para que los agricultores aprovechen los incentivos, ahorren energía y ahorren dinero”.
Alers dijo que los paneles fotovoltaicos integrados de efecto invernadero (GIPV) de la compañía “permiten la producción de energía directamente sobre el crecimiento de la planta. El invernadero proporciona una estructura ideal para soportar los paneles, por lo que no se requieren estanterías ni soportes adicionales para crear una ubicación ideal para BIPV”.
Corrado dijo que Solicultura se unió luego de una investigación realizada en la Universidad de California, Santa Cruz.
“La investigación fue apoyada por subvenciones durante varios años”, dijo. "Uno
Uno de nuestros mayores desafíos fue cortar y trocear las células solares para convertirlas en tiras finas. Es una parte muy costosa del proceso. Cortar cuesta más que los propios paneles solares. Solaria estaba desarrollando tecnología para rebanar y cortar en cubitos. La maquinaria que tienen para hacer eso está completamente automatizada.
“La tecnología (de Solaria) fue desarrollada para un propósito completamente diferente al nuestro”, dijo Corrado. “Descubrieron que habíamos estado investigando sobre el cultivo de plantas y eso les permitió acceder a un nuevo mercado agrícola, que antes les resultaba difícil. Es una asociación mutuamente beneficiosa”.
Ensayos de productores
Solicultura ha llevado a cabo ensayos de investigación con algunos operadores de invernaderos de California, incluidos los productores de hierbas culinarias y vegetales.
Dijo que la primera prueba comercial de Solicultura se realizó en uno de los invernaderos de Stuart Kitayama en Kitayama Brothers Farms en Watsonville, California.
“Alquilamos un invernadero e hicimos una prueba mixta de vegetales, flores cortadas y plantas ornamentales para conocer la respuesta de las plantas debajo del espectro alterado de nuestros paneles, en comparación con un control”, dijo Corrado. "En 2015, Stuart fue el primer productor comercial en comprarnos un sistema fotovoltaico integrado de invernadero".
Solicultura también se asoció con la operación de invernadero Van Wingerden cerca de Santa María, California, propiedad de Rene Van Wingerden y administrada por su hijo, Ivor.
“Hicimos una prueba de nuestros paneles rojos en un invernadero de 5,000 pies cuadrados para monitorear la producción de pepinos y las características de las plantas cultivadas debajo de nuestros paneles, en comparación con un control de pepinos cultivados debajo de una cresta vecina con paneles transparentes, en el mismo invernadero”, dijo Corrado. “Hemos patrocinado ese ensayo. Ivor ha compartido recursos en términos de recolección de datos, ayudándonos con la prueba”.
“Vimos que las plantas debajo de los paneles rojos mostraban menos signos de estrés y la cosecha duró más”, dijo Ivor Van Wingerden a Vegetable Growers News. “Al final, el sistema no funcionó para nosotros, pero estuvo muy cerca. En el futuro, espero que puedan hacer que el costo por kilovatio sea un poco más asequible porque hay mucho potencial”.
La información suministrada por Solicultura dijo que los efectos positivos del uso del producto van desde la maduración temprana del cultivo, la resistencia a enfermedades y un tiempo de producción más largo. La electricidad generada por los paneles podría compensar las necesidades de electricidad del invernadero y otros equipos eléctricamente sensibles, como enfriadores, bombas y luz suplementaria.
Corrado dijo que la “mayor ventaja” en el uso del producto Solicultura/Solaria para los productores “es poder generar energía utilizando su invernadero como lugar para los paneles solares. El costo de la energía solar ha bajado mucho en los últimos años. Los paneles solares en sí mismos tienen un costo pequeño. El trasiego y la mano de obra para la instalación constituyen la mayor parte del costo de la energía solar en estos días. La estructura del invernadero en sí misma, capaz de soportar la estructura, es beneficiosa para reducir costos”. Ella dijo que el bajo costo incremental de instalar los paneles en un nuevo invernadero permite un tiempo de recuperación más corto que un enfoque de panel solar convencional.
Beneficios de los cultivos
Otras ventajas del sistema son específicas del cultivo que se cultiva.
“En los pepinos, una de las ventajas es que las plantas durarían más”, dijo. “Va más allá del ciclo normal de tres meses, y las plantas debajo del panel continúan creciendo durante una semana más. Otra ventaja es la resistencia a las enfermedades de las plantas debajo del panel que también se benefician porque se reduce la luz verde que llega a la planta. Reduce la temperatura de paso a la planta.
“Normalmente, si cambias a una luz roja, obtienes toda la intensidad de la luz verde”, pero no causa tanto daño por el exceso de calor”, dijo.
“Es como neón cuando lo ves en persona bajo la luz del sol”, dijo. “Debido a que estamos eliminando una gran parte de la luz verde, la intensidad más alta del espectro solar, se reduce la intensidad de la luz sobre (las plantas)”.
Ella dijo que los cultivos de lechuga cultivados bajo el sistema “han tenido rutinariamente un tiempo de cosecha más temprano en aproximadamente la mitad de las variedades probadas. Puede traer una cosecha más temprana, alrededor de una semana, pero depende de la variedad y las condiciones, por supuesto".
Ella dijo que continúan los esfuerzos para hacer que la tecnología sea más móvil y rentable.
“Ciertamente estamos interesados en desarrollar una mayor cobertura de cultivo de nuestro producto”, dijo Corrado. “Actualmente, está listo para invernadero y en invernaderos ahora. En el futuro, buscamos desarrollar un producto que sea más económico que una estructura de invernadero que le permita a un productor a gran escala continuar cultivando y colocar paneles y, además, generar ingresos a través de la venta de electricidad de la forma en que lo hacemos. Estamos desarrollando nuestra empresa”.
Ella dijo que el sistema sería efectivo en una variedad de entornos climáticos.
“Cualquier lugar que tenga una calidad solar favorable será favorable para nuestro producto”, dijo.
“Alentaría la extensión de la temporada en ambientes más fríos, con beneficios similares a los de los túneles. Proporciona sombra al tiempo que permite el paso de la luz fotosintética adecuada. Hay un beneficio en aquellas situaciones en las que es necesario sombrear. Es casi como si las plantas no tuvieran sombra debido a la continuación de la luz. Reduce la intensidad y permite que las plantas prosperen en escenarios de mucha luz”.
Ella dijo que las pruebas en el norte de Canadá han demostrado que, incluso en invierno, cuando la luz es baja, las pruebas con pepino han arrojado resultados neutrales.
“Confiamos en que nuestros paneles no dañan la producción”, dijo Corrado.
Para obtener más información, envíe un correo electrónico a info@solicultura.com.