Instalan paneles solares magenta sobre un cultivo de brócoli: las plantas aprovechan la luz hasta 4,5 veces mejor mientras producen electricidad.
- 🥦 Brócoli bajo paneles solares magenta, con tamaño final comparable al cultivo a pleno sol.
- ☀️ Hasta 4,5 veces más eficiencia en el aprovechamiento de la radiación disponible.
- ⚡ Electricidad y alimentos producidos sobre la misma superficie agrícola.
- 🟣 Paneles semitransparentes de CdTe, diseñados para modificar la luz que llega a las plantas.
- 📅 25 días más para madurar, la principal contrapartida observada.
- 🌱 Prototipo experimental, todavía lejos de una implantación agrícola masiva.
Repartir la luz entre una planta y un panel solar
Una planta y una célula fotovoltaica compiten por el mismo recurso: la radiación solar. Pero no necesariamente necesitan aprovecharla de la misma manera.
La fotosíntesis depende especialmente de determinadas regiones del espectro visible. La idea de la fotovoltaica selectiva por longitud de onda consiste precisamente en aprovechar esa diferencia: permitir que una parte adecuada de la luz llegue al cultivo y utilizar otra para producir electricidad.
En el experimento sueco se emplearon paneles fotovoltaicos semitransparentes de película fina de telururo de cadmio (CdTe) con una tonalidad magenta.
No se trata, por tanto, de pintar un módulo solar convencional.
La composición y transparencia del sistema determinan qué cantidad y qué características tiene la radiación que atraviesa la cubierta. El objetivo es encontrar un reparto en el que la pérdida de luz para la planta resulte compatible con una cosecha aceptable y, al mismo tiempo, exista producción eléctrica.
🥦 En cifras
El brócoli cultivado bajo los paneles alcanzó un peso final comparable al de las plantas a pleno sol. La contrapartida fue importante: necesitó unos 25 días adicionales para madurar.
Dos instalaciones solares y un campo de referencia
El ensayo se realizó en una explotación agrícola de Suecia durante la temporada de cultivo de 2024.
Los investigadores construyeron dos sistemas de 20 × 20 m con paneles magenta semitransparentes y diferentes grados de transparencia. Junto a ellos se mantuvo una parcela de referencia donde el brócoli crecía directamente bajo el sol.
Durante el cultivo se controlaron variables como temperatura del aire, humedad relativa, humedad del suelo, rendimiento, composición nutricional y comportamiento fotosintético.
La comparación permitió observar algo especialmente interesante: los dos sistemas fotovoltaicos produjeron respuestas agrícolas bastante similares a pesar de dejar pasar cantidades diferentes de luz.
Esto abre una posibilidad práctica. Una configuración con mayor densidad de células fotovoltaicas podría generar más electricidad sin provocar necesariamente una reducción proporcional de la producción agrícola. Falta comprobar hasta dónde puede llevarse ese equilibrio.
☀️ Un dato que puede confundirse
Una eficiencia de uso de la radiación 4,5 veces superior no significa producir 4,5 veces más brócoli. Significa que las plantas aprovecharon mucho mejor la menor cantidad de radiación que recibieron.
El brócoli recibió menos luz, pero aprendió a aprovecharla mucho mejor
El resultado más llamativo aparece al estudiar la eficiencia con la que las plantas transformaron la radiación disponible en biomasa.
En la configuración con un 50 % de transparencia, la eficiencia de uso de la radiación llegó a ser aproximadamente 4,5 veces superior a la registrada a pleno sol. Con el sistema de mayor transparencia, el incremento fue de unas 2,8 veces.
No significa que las plantas produjeran 4,5 veces más brócoli.
Significa algo diferente y más interesante: aprovecharon mucho mejor la cantidad de radiación que realmente recibieron.
Cuando llegó la cosecha, el peso medio de las cabezas de brócoli fue de aproximadamente 168,5 g con el panel de mayor transparencia y 173,7 g con el de menor transparencia, frente a 187,6 g en el cultivo a pleno sol. Las diferencias no fueron estadísticamente significativas en el estudio.
Es decir, bajo las condiciones concretas del ensayo, reducir considerablemente la radiación disponible no terminó traduciéndose en una pérdida estadísticamente significativa del tamaño final del producto.
Hay una factura que pagar: 25 días adicionales
Aquí conviene evitar una lectura demasiado optimista.
El brócoli cultivado a pleno sol alcanzó la madurez aproximadamente 79 días después del trasplante. Bajo las instalaciones fotovoltaicas hicieron falta alrededor de 104 días.
Son 25 días adicionales.
Para una explotación comercial no es un detalle menor. Una cosecha más lenta puede modificar el número de ciclos anuales, aumentar determinados costes de manejo y retrasar la llegada del producto al mercado.
Por eso, afirmar simplemente que los paneles «mejoran el crecimiento» sería engañoso.
El experimento demuestra algo bastante más preciso: el brócoli pudo compensar una reducción importante de radiación y terminar produciendo cabezas de tamaño comparable, aunque necesitó bastante más tiempo para hacerlo.
El terreno empieza a producir dos cosas a la vez
La otra mitad de la ecuación está encima del cultivo.
Los módulos convierten parte de la radiación en electricidad mientras el terreno continúa produciendo alimentos.
En la configuración experimental con menor transparencia, los investigadores estimaron una producción aproximada de 447,6 kWh durante el periodo de cultivo, con una eficiencia de conversión fotovoltaica del 7,2 %.
No es una eficiencia extraordinaria si se compara exclusivamente el panel con módulos fotovoltaicos comerciales convencionales. Pero esa comparación se queda corta.
Aquí el objetivo no consiste en maximizar únicamente los kilovatios hora. Se intenta maximizar el aprovechamiento conjunto del terreno: agricultura más electricidad.
Los investigadores calcularon un Land Equivalent Ratio (LER) de aproximadamente 1,18 bajo determinadas hipótesis de escalado.
Expresado de forma sencilla, el resultado sugiere que producir conjuntamente alimentos y electricidad podría aprovechar el terreno alrededor de un 18 % mejor que dedicar superficies independientes a ambas actividades bajo esas condiciones.
Es una estimación, no el resultado de una explotación comercial de una hectárea.
⚡ La clave: producir dos cosas en el mismo terreno
La propuesta no busca obtener la máxima cosecha ni la máxima electricidad por separado. Busca optimizar la suma de producción agrícola y energética utilizando la misma superficie.
La agrivoltaica empieza a jugar con algo más que la sombra
La primera generación de agrivoltaica se ha basado principalmente en modificar la geometría de los paneles: elevarlos, separarlos, instalarlos verticalmente o utilizar seguidores solares.
Los paneles semitransparentes añaden otra variable: la calidad de la luz.
Eso cambia bastante las posibilidades.
Una futura instalación podría diseñarse teniendo en cuenta qué cultivo habrá debajo, qué radiación necesita durante cada fase de crecimiento y qué parte del espectro puede aprovecharse para producir electricidad con el menor impacto posible sobre la cosecha.
Una lechuga, un tomate, un brócoli o una fresa no responden igual a la sombra ni al espectro luminoso. Tampoco lo hacen dos variedades de la misma especie.
La consecuencia parece clara: probablemente no exista un único panel agrivoltaico perfecto para todos los cultivos y todos los climas.
De Suecia a los invernaderos: donde la idea puede tener más sentido
Los propios investigadores son prudentes respecto a la escala.
El sistema probado sigue siendo experimental y consideran que configuraciones similares podrían encontrar antes su sitio en invernaderos, huertos comunitarios o instalaciones agrícolas relativamente pequeñas que cubriendo grandes extensiones de terreno.
Los invernaderos resultan especialmente interesantes.
Ya disponen de una estructura elevada que intercepta la radiación solar. Convertir parte de esa superficie en generación fotovoltaica permitiría producir electricidad destinada a ventilación, bombeo, riego, refrigeración, almacenamiento o autoconsumo agrícola.
Además, la investigación agrivoltaica está demostrando que la sombra parcial puede tener ventajas adicionales en determinados climas y cultivos: menor temperatura foliar, reducción de la evaporación y protección frente a episodios extremos.
Pero todo depende del contexto. Una sombra beneficiosa durante un verano mediterráneo puede resultar contraproducente durante un invierno con poca radiación.
Precisamente por eso resulta interesante investigar paneles capaces de gestionar mejor cuánta luz y qué luz recibe la planta.
🟣 Más que dar sombra
La innovación está en intentar controlar también qué parte del espectro solar llega a las plantas. El futuro de la agrivoltaica podría diseñarse según las necesidades lumínicas de cada cultivo y no únicamente según la producción eléctrica del panel.
Lo que todavía falta demostrar
El experimento corresponde a una temporada de cultivo y unas condiciones climáticas concretas en Suecia.
Todavía hay que repetirlo durante varios años, probar diferentes variedades y trasladarlo a otros climas.
También falta resolver una cuestión decisiva: la economía.
Un agricultor necesita saber cuánto cuesta la estructura, cuánta electricidad produce durante toda su vida útil, cómo afecta a cada cosecha, cuánto mantenimiento requiere y cuánto tarda en amortizarse.
Y aparece otro problema menos visible: el retraso de la cosecha.
Mantener el peso final del brócoli puede parecer suficiente desde un punto de vista experimental. Para una explotación que programa varias cosechas al año, perder 25 días puede cambiar completamente las cuentas.
⚠️ Todavía no está listo para cubrir grandes campos
El sistema continúa siendo un prototipo experimental. Los resultados corresponden a brócoli, una temporada de cultivo y unas condiciones concretas en Suecia. Hace falta comprobar su comportamiento durante varios años, con otros cultivos y en otros climas.
Información clave
Cómo funciona
Los paneles fotovoltaicos semitransparentes de CdTe interceptan una parte de la radiación solar para producir electricidad y permiten que otra parte atraviese la estructura y llegue al cultivo. La configuración magenta modifica el espectro recibido por las plantas y favorece determinadas regiones de luz utilizadas en la fotosíntesis.
En cifras
- 20 × 20 m: tamaño de cada una de las dos instalaciones experimentales.
- 4,5 veces: máxima mejora observada en eficiencia de uso de la radiación frente al cultivo a pleno sol.
- 25 días: retraso aproximado en la maduración del brócoli.
- 173,7 g: peso medio de las cabezas bajo una de las configuraciones, frente a 187,6 g a pleno sol.
- 447,6 kWh: producción eléctrica estimada durante el periodo de cultivo para una de las configuraciones estudiadas.
- 1,18: relación equivalente de tierra (LER) estimada bajo las hipótesis empleadas por los investigadores.
Qué tiene de diferente
La agrivoltaica convencional gestiona principalmente la cantidad de sombra mediante separación, altura u orientación de los módulos.
Este sistema añade otra variable: el espectro de la luz que atraviesa el panel. El objetivo es repartir la radiación entre fotosíntesis y generación eléctrica de una manera más selectiva.
Comparación directa con la tecnología convencional
Panel fotovoltaico convencional: opaco, diseñado principalmente para maximizar la generación eléctrica.
Panel agrivoltaico magenta: semitransparente, con parte de la radiación reservada para el cultivo y otra parte destinada a generar electricidad.
Cultivo convencional: recibe toda la radiación disponible, pero el terreno no produce simultáneamente electricidad fotovoltaica.
Limitaciones
- Ensayo realizado durante una temporada de cultivo.
- Resultados correspondientes a brócoli y al clima concreto del experimento sueco.
- Maduración aproximadamente 25 días más lenta.
- Tecnología fotovoltaica experimental con una eficiencia eléctrica inferior a la de muchos módulos comerciales convencionales.
- Necesidad de estudiar costes de estructuras, instalación y mantenimiento.
- Resultados todavía pendientes de validación a mayor escala y durante varios años.
- Respuesta potencialmente muy diferente según cultivo, variedad, clima y época del año.
- Necesidad de considerar fabricación, durabilidad y reciclaje de los módulos de CdTe.
En qué fase se encuentra
Prototipo experimental en campo.
La tecnología ha superado la simple simulación o el ensayo exclusivamente de laboratorio, pero todavía no constituye una solución agrivoltaica comercial validada a gran escala.
Quién está detrás
La investigación está liderada por Silvia Ma Lu, vinculada a la Universidad de Mälardalen, en Suecia, dentro de una línea de investigación dedicada a optimizar sistemas agrivoltaicos y estudiar cómo repartir la radiación solar entre agricultura y producción fotovoltaica.
El trabajo forma parte de una investigación más amplia sobre agrivoltaica desarrollada en Suecia con participación académica y colaboración entre especialistas en energía solar y agricultura.
Fuente de los datos
Los resultados proceden del artículo científico publicado en Cell Reports Physical Science, titulado Evaluating land productivity with semi-transparent colored CdTe thin-film PV and broccoli cultivation in agrivoltaic systems.
Ventura dice
Así ya no tendrán que expropiar los terrenos cultivables a lo agricultores ?,¿o seguirán expropiando a los confiados agricultores? porque ofrecen cosas que luego no cumplen.. hablo por experiencia propia