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Desarrollado por la Escuela Politécnica Superior de Jaén, el módulo solar agrivoltaico semitransparente RearCPVbif utiliza células más pequeñas, concentradores ópticos y una cámara de aire aislante para casi duplicar la eficiencia en relación a paneles bifaciales convencionales, al mismo tiempo que distribuye luz difusa más homogénea y reduce la evapotranspiración del suelo.
Un nuevo módulo solar agrivoltaico semitransparente, desarrollado por investigadores de la Escuela Politécnica Superior de Jaén (EPSJ), en la Universidad de Jaén, propone integrar electricidad y agricultura en el mismo suelo, con luz difusa y sin sombras duras, casi duplicando la eficiencia en relación a soluciones bifaciales convencionales.
Módulo solar RearCPVbif nace para uso agrícola y busca evitar pérdidas en el cultivo
El equipo de la EPSJ trabaja desde hace años analizando cómo integrar energía fotovoltaica y cultivos agrícolas sin perjudicar a ninguno de ellos, en un escenario español donde la tierra agrícola es valiosa y el agua se vuelve cada vez más escasa.
La propuesta más reciente, llamada RearCPVbif, va más allá de adaptar paneles existentes. Se trata de un módulo fotovoltaico semitransparente diseñado desde el principio para ambientes agrícolas, con el objetivo de mejorar la eficiencia energética y proporcionar a las plantas una luz más adecuada para el desarrollo.
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El jefe del grupo, Eduardo F. Fernández, resume la lógica del proyecto al afirmar que no es posible avanzar en un objetivo actuando negativamente en otro, sintetizando el enfoque de buscar ganancias simultáneas para generación eléctrica y condiciones de cultivo.
Limitaciones de los paneles convencionales en el campo motivaron una solución sin sombra constante
Módulos fotovoltaicos convencionales son descritos como robustos y eficientes en lugares donde bloquear luz no es un problema, como techos, plantas solares y estacionamientos, con una vida útil que puede superar los 20 años.
El problema aparece cuando estos módulos opacos son llevados al campo sin modificaciones. La sombra constante es incompatible con la mayoría de los cultivos, convirtiendo el uso directo de la tecnología, sin rediseño, en un factor de riesgo para el desarrollo de las plantas.
En sistemas fotovoltaicos agrícolas, una solución estándar ha sido espaciar las células para crear aberturas por donde la radiación pase. Con módulos bifaciales, que captan luz en ambos lados, parte de la radiación reflejada por el suelo también es aprovechada.
Este arreglo, según el material, funciona, pero crea un patrón irregular de luz y sombra que no siempre favorece a las plantas. La propuesta de la EPSJ parte de esta limitación para rediseñar cómo la luz atraviesa el módulo y llega al nivel del suelo.
Óptica trasera transforma radiación directa en luz difusa y aumenta captación energética
En el RearCPVbif, el equipo opta por células mucho más pequeñas y añade elementos ópticos en la parte trasera. El objetivo es transformar la radiación directa que pasa por las aberturas en luz difusa, cambiando no solo la cantidad de luz que atraviesa, sino también su forma de distribución.
La tecnología mencionada son concentradores parabólicos de composición cruzada, los CCPCs. Tienen una doble función en el sistema: aumentan la captación de energía y suavizan la luz que llega al cultivo, reduciendo la presencia de sombras duras y elevando la homogeneidad luminosa bajo el módulo.
El resultado descrito es un módulo que produce más electricidad y crea un ambiente de iluminación más uniforme debajo de él. La propuesta también enfatiza la idea de agrivoltaica avanzada y no invasiva, al tratar luz y suelo como partes del mismo proyecto.
Cámara de aire aisla, baja la temperatura del suelo y reduce evapotranspiración
Además de la óptica, el proyecto incorpora una cámara de aire similar a la de ventanas con vidrios dobles. El texto señala que este detalle tiene consecuencias significativas, al mejorar el aislamiento térmico.
Con este aislamiento, la temperatura del suelo se mantiene más baja y se reduce la evapotranspiración. En un contexto de sequías recurrentes, el equipo asocia esta característica a una diferencia relevante para la gestión del agua y el estrés de las plantas.
El conjunto de las elecciones técnicas, según el material, busca simultáneamente mayor producción de electricidad y menos estrés hídrico. La ênfase está en optimizar la producción eléctrica y, al mismo tiempo, mejorar la luminosidad disponible para los cultivos.
Mediciones y pruebas indican desempeño casi duplicado y luz difusa más homogénea
Las mediciones mencionadas confirman que la eficiencia del sistema es casi el doble que la de un módulo bifacial convencional con iluminación intercalada. La explicación central está en el uso de la radiación trasera y en la uniformidad de la distribución de la luz, señalada como factor crítico para el crecimiento de las plantas.
Después del montaje del módulo en un sustrato transparente de PMMA, se realizaron simulaciones y pruebas experimentales. El material relata que los resultados reales superaron los modelos teóricos.
La sorpresa descrita fue la calidad de la luz difusa generada, considerada aún mejor de lo esperado, lo que refuerza el valor agronómico del proyecto, al asociar la difusión luminosa a condiciones más homogéneas bajo el panel.
Células muy pequeñas e industrialización entran como desafíos para llevar la tecnología al mercado
Llegar al módulo exigió superar dificultades con el uso de células fotovoltaicas muy pequeñas. El texto señala que la industria está optimizada para formatos estándar, no para piezas minúsculas, y que obtenerlas demandó negociaciones específicas y soluciones no convencionales.
A pesar del desempeño reportado, el material destaca que aún son necesarios más estudios para evaluar el impacto final en la productividad y en los costos, antes de una adopción amplia en entornos agrícolas.
El equipo describe como próximo paso la industrialización, incluyendo reducción de peso, optimización de materiales y alternativas como el uso de óptica hueca con espejos, además del análisis de viabilidad económica a gran escala.
El texto también informa que contactos con empresas ya están en marcha para desarrollar la tecnología más allá del laboratorio, con la meta de transformar la propuesta en solución aplicable a gran escala.
Aplicaciones pueden ir más allá del campo, con difusión de luz en edificios y espacios públicos
El alcance del RearCPVbif, según el material, no se limita a la agricultura. La capacidad de difundir la luz uniformemente abre posibilidades para edificios públicos, centros educativos y ambientes donde se busca iluminación natural sin deslumbramiento o sobrecalentamiento.
La luz filtrada es mencionada como mejor no solo para las plantas, sino también para las personas, al reducir el contraste, la fatiga visual y hacer los ambientes más agradables, acercando la arquitectura y la energía en una misma lógica de proyecto.
El material enmarca este tipo de tecnología como parte de un modelo energético más integrado y menos invasivo, con enfoque en generar electricidad con inteligencia territorial, sin tratar el espacio agrícola como área de competencia directa.
En regiones agrícolas bajo estrés climático, módulos como el RearCPVbif son presentados como herramienta para adaptar la producción de alimentos a los cambios climáticos, al mismo tiempo que fortalecen la soberanía energética local.
A mediano plazo, el texto sugiere que aplicaciones en invernaderos, cooperativas agrícolas y edificios públicos podrían reducir costos de energía, mejorar el confort y disminuir emisiones, en un proceso descrito como gradual y basado en tecnología bien diseñada, con ganancia de eficiencia en el uso de la luz.
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