Los investigadores han demostrado el uso de paneles solares tintados y semitransparentes para generar electricidad y producir cultivos nutricionalmente superiores simultáneamente, lo que brinda la posibilidad de mayores ingresos a los agricultores y maximiza el uso de la tierra agrícola.
por Jacqueline Garget, Universidad de Cambridge
Al permitir que los agricultores diversifiquen su cartera, este nuevo sistema podría ofrecer protección financiera contra las fluctuaciones en los precios del mercado o los cambios en la demanda, y mitigar los riesgos asociados con un clima poco confiable. A mayor escala, podría aumentar enormemente la capacidad de generación de electricidad con energía solar sin comprometer la producción agrícola .
Esta no es la primera vez que los cultivos y la electricidad se producen simultáneamente utilizando paneles solares semitransparentes, una técnica llamada agrivoltaics. Pero en una adaptación novedosa, los investigadores utilizaron paneles teñidos de naranja para aprovechar al máximo las longitudes de onda, o colores, de la luz que podría pasar a través de ellos.
Los paneles solares tintados absorben longitudes de onda azules y verdes para generar electricidad. Las longitudes de onda anaranjadas y rojas pasan, permitiendo que las plantas crezcan debajo. Si bien el cultivo recibe menos de la mitad de la cantidad total de luz que obtendría si se cultivara en un sistema agrícola estándar, los colores que atraviesan los paneles son los más adecuados para su crecimiento.
«Para cultivos de alto valor como la albahaca, el valor de la electricidad generada solo compensa la pérdida en la producción de biomasa causada por los paneles solares polarizados. Pero cuando el valor del cultivo era menor, como la espinaca, había una ventaja financiera significativa. nueva técnica agrivoltaica «, dijo el Dr. Paolo Bombelli, investigador del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, quien dirigió el estudio.
El valor combinado de la espinaca y la electricidad producida utilizando el sistema agrivoltaico teñido fue un 35% más alto que el cultivo de espinaca sola en condiciones normales de cultivo. Por el contrario, la ganancia financiera bruta de la albahaca cultivada de esta manera fue solo del 2,5%. Los cálculos utilizaron los precios actuales del mercado: la albahaca se vende alrededor de cinco veces más que la espinaca. El valor de la electricidad producida se calculó asumiendo que se vendería a la red nacional italiana, donde se realizó el estudio.
«Nuestros cálculos son una estimación bastante conservadora del valor financiero general de este sistema. En realidad, si un agricultor comprara electricidad de la red nacional para hacer funcionar sus instalaciones, el beneficio sería mucho mayor», dijo el profesor Christopher Howe en la Universidad de Departamento de Bioquímica de Cambridge, que también participó en la investigación.
El estudio encontró que el rendimiento vendible de albahaca cultivada bajo los paneles solares tintados se redujo en un 15% y la espinaca se redujo en aproximadamente un 26%, en comparación con las condiciones normales de cultivo. Sin embargo, las raíces de las espinacas crecieron mucho menos que sus tallos y hojas: con menos luz disponible, las plantas estaban poniendo su energía en hacer crecer sus ‘paneles solares biológicos’ para capturar la luz.
El análisis de laboratorio de las hojas de espinaca y albahaca cultivadas bajo los paneles reveló que ambas tenían una mayor concentración de proteína. Los investigadores creen que las plantas podrían estar produciendo proteínas adicionales para aumentar su capacidad de fotosíntesis en condiciones de luz reducida. En una adaptación adicional a la luz reducida, los tallos más largos producidos por la espinaca podrían facilitar la cosecha al levantar las hojas más lejos del suelo.
«Desde la perspectiva de un agricultor, es beneficioso que sus verduras de hoja verde crezcan hojas más grandes; esta es la parte comestible de la planta que se puede vender. Y a medida que la demanda mundial de proteínas continúa creciendo, las técnicas pueden aumentar la cantidad de proteína de los cultivos de plantas También será muy beneficioso ”, dijo Bombelli.
«Con tantos cultivos que se cultivan actualmente bajo cubiertas transparentes de algún tipo, no hay pérdida de tierra debido a la producción de energía adicional utilizando paneles solares tintados «, dijo la Dra. Elinor Thompson de la Universidad de Greenwich y autora principal del estudio.
Todas las plantas verdes utilizan el proceso de fotosíntesis para convertir la luz del sol en energía química que alimenta su crecimiento. Los experimentos se llevaron a cabo en Italia utilizando dos cultivos de prueba. La espinaca (Spinacia oleracea) representó un cultivo de temporada de invierno: puede crecer con menos horas de luz y puede tolerar un clima más frío. La albahaca (Ocimum basilicum) representó un cultivo de temporada de verano, que requería mucha luz y temperaturas más altas.
Los investigadores están discutiendo actualmente más ensayos del sistema para comprender qué tan bien funcionaría para otros cultivos y cómo el crecimiento bajo luz predominantemente roja y naranja afecta a los cultivos a nivel molecular.
