La Universidad de Jaén demuestra que los paneles solares semitransparentes mejoran el microclima de los invernaderos

La investigación, financiada por la Junta de Andalucía, constata que estas cubiertas pueden reducir hasta cinco grados la temperatura y disminuir de forma significativa las necesidades de riego

Investigadores de la Universidad de Jaén (UJA) han demostrado que la integración de paneles solares semitransparentes en invernaderos permite generar electricidad y, al mismo tiempo, crear un microclima más fresco y húmedo para los cultivos. Los resultados abren nuevas posibilidades para compatibilizar la producción agrícola y energética en un contexto marcado por el aumento de las temperaturas y la escasez de agua, tal y como señala el Gobierno andaluz en un comunicado.

El proyecto ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Industria, Energía e Innovación de la Junta de Andalucía y analiza las posibilidades de la denominada agrivoltaica, una fórmula que busca aprovechar una misma superficie tanto para la producción de alimentos como para la generación de energía solar.

Así, para estudiar esta combinación, el equipo científico comparó dos tecnologías comerciales de paneles fotovoltaicos semitransparentes: una basada en telururo de cadmio, capaz de transmitir el 50% de la radiación solar que recibe, y otra de silicio amorfo, que deja pasar el 20%.

Los investigadores construyeron dos pequeños invernaderos experimentales, de unos dos metros cuadrados y adaptados a las dimensiones de los paneles, además de un tercero con cubierta transparente que sirvió como sistema de control. Durante aproximadamente un año cultivaron sucesivamente tomates y lechugas en cinco ciclos, con el objetivo principal de analizar cómo las cubiertas modificaban las condiciones ambientales de los cultivos.

Los resultados mostraron que los paneles redujeron la temperatura en el interior de los prototipos, con diferencias de hasta cinco grados en los momentos de mayor calor, y aumentaron la humedad relativa. Esta combinación permitió reducir las necesidades de riego y, por tanto, el consumo de agua.

"Esto supone una reducción del consumo de agua y del gasto económico que conlleva. El módulo fotovoltaico genera electricidad y proporciona al propietario una segunda fuente de ingresos, además de reducir los costes de mantenimiento del propio invernadero", explica Alejandro Cruz, investigador de la UJA y coautor del estudio.

MENOS LUZ, PERO MÁS APROVECHABLE

El trabajo, publicado en la revista 'AgriEngineering' bajo el título 'Spectral Selectivity and Microclimatic Buffering of Semi-Transparent Photovoltaics in Greenhouses: A Comparative Analysis of CdTe and a-Si Technologies for Agrivoltaic Applications', incluyó un sistema de monitorización que registraba cada cinco minutos la cantidad y el tipo de luz que atravesaba los paneles, así como la temperatura y la humedad del ambiente y del suelo, la concentración de dióxido de carbono y la producción eléctrica de los módulos.

Aunque ambos tipos de paneles redujeron la radiación que llegaba a los cultivos, los investigadores observaron diferencias en la calidad de la luz. El módulo de telururo de cadmio permitió el paso con mayor facilidad de las longitudes de onda azul y roja, especialmente aprovechadas por las plantas para realizar la fotosíntesis.

"Normalmente usan un poco de azul, algo de verde y, sobre todo, el rojo, lo que más traspasa este módulo. Por eso, aunque llegue menos luz, está siendo beneficiosa para los cultivos", señala Jesús Montes, investigador de la UJA y coautor del estudio.

Los módulos también tuvieron un efecto sobre las necesidades hídricas de las plantas. El ambiente más fresco y húmedo redujo la pérdida de agua por evaporación tanto del sustrato como de los propios cultivos. Los investigadores estiman que esta reducción alcanzó el 31% con los paneles de telururo de cadmio y superó el 60% con los de silicio amorfo.

PRÓXIMOS PASOS DE LA INVESTIGACIÓN

Tras analizar las condiciones ambientales generadas por las distintas cubiertas, el equipo ha estudiado también la respuesta fisiológica de las plantas para determinar cómo afectan estas soluciones al crecimiento, la producción y la aparición de enfermedades.

Los resultados apuntan a que los cultivos no sufren un deterioro pasivo como consecuencia de la reducción de luz. Por el contrario, las plantas se adaptan a las nuevas condiciones mediante la expansión de sus hojas y el alargamiento de los tallos para aprovechar mejor la radiación disponible.

Los experimentos se han desarrollado en Jaén, aunque los investigadores consideran que sus resultados pueden ser de interés para otras zonas con condiciones climáticas similares. En particular, el clima semiárido, las bajas humedades y las elevadas temperaturas estivales presentan similitudes con las condiciones de Almería, uno de los principales referentes mundiales de la agricultura bajo plástico.

El equipo continuará ahora comparando otras tecnologías fotovoltaicas en Murcia, en este caso mediante ensayos desarrollados en un invernadero diseñado para reproducir las condiciones de una instalación comercial.