El desarrollo conjunto de terrenos para energía solar fotovoltaica y agricultura podría proporcionar el 20% de la generación total de electricidad en los Estados Unidos con una inversión de menos del 1% del presupuesto anual de los EE. UU. encontró un nuevo artículo de investigadores de la Universidad Estatal de Oregon.

La instalación a gran escala de sistemas agrivoltaicos podría conducir a una reducción anual de 330, 000 toneladas de emisiones de dióxido de carbono en los EE. UU., El equivalente a 75, 000 automóviles fuera de la carretera por año, y la creación de más de 100, 000 puestos de trabajo en comunidades rurales, mientras que afecta mínimamente el rendimiento de los cultivos, dicen los investigadores.

"Los agrivoltaicos brindan una rara oportunidad de una verdadera sinergia:más alimentos, mas energia, menor demanda de agua, menores emisiones de carbono, y comunidades rurales más prósperas, "dijo Chad Higgins, profesor asociado de la Facultad de Ciencias Agrícolas del Estado de Oregon y autor principal del artículo publicado en la revista Sustainability.

Agrivoltaics también se alinea con los objetivos del Green New Deal, un paquete de legislación federal que busca abordar el cambio climático y las desigualdades económicas, Higgins dijo.

"América rural, agricultura en particular, puede ser la solución a muchas de nuestras inquietudes, ya sea energía renovable, mitigar los impactos del cambio climático, alimentos sostenibles o una buena gestión de los recursos hídricos, "Dijo Higgins." Esa conexión está desaprovechada principalmente porque no ha habido suficiente inversión en esas comunidades.

"Lo que proponemos en este documento es posible. Es técnicamente posible. Es políticamente posible. Y generaría dinero después de la inversión inicial. Ese es el punto clave:que deberíamos considerar la agricultura como una solución a los problemas en lugar de una causa de los problemas ".

El análisis delineado en el documento prepara a Higgins para la siguiente fase de su investigación agrivoltaica, que incluye la instalación de una granja solar completamente funcional diseñada para priorizar las actividades agrícolas en cinco acres de la Estación de Investigación y Extensión North Willamette del Estado de Oregon en Aurora, Oregón, 20 millas al sur de Portland.

La siguiente fase tiene como objetivo demostrar a la comunidad agrícola y a los posibles futuros financiadores cómo los hallazgos de Higgins se pueden aplicar en los sistemas agrícolas del mundo real para fomentar la adopción temprana. Se espera que se inicie la construcción en mayo de 2021 y se espera que la producción comience en 2022.

En el documento de Sostenibilidad, Higgins y su coautor, Kyle Proctor, un estudiante de doctorado en su laboratorio, encuentran que se necesitaría un área del tamaño de Maryland para que los agrivoltaics cubran el 20% de la generación de electricidad de EE. UU. Eso es alrededor de 13, 000 millas cuadradas, o el 1% de las tierras agrícolas actuales de EE. UU.

El costo de los arreglos agrivoltaicos sería de $ 1.12 billones durante los 35 años de vida del proyecto. Los investigadores creen que el sector privado invertiría en la mayor parte de los costos de construcción y el gobierno federal contribuiría con reembolsos y otros incentivos.

Usando el dinero generado a partir de la electricidad que producen las matrices, los investigadores estiman que se necesitarían alrededor de 17 años para recuperar los $ 1,12 billones. Después de la vida útil proyectada de 35 años del proyecto, los investigadores estiman que las matrices producirían $ 35,7 mil millones en ingresos.

La instalación de las matrices crearía el equivalente a 117, 000 puestos de trabajo que duran 20 años, con un 40% de posiciones sostenibles para operar y mantener los arreglos, dicen los investigadores.

Higgins llega a este proyecto con un trasfondo ecléctico. Pasó por una fase de recopilación de títulos de ingeniería que se describe a sí mismo y ha publicado artículos sobre todo, desde la cinética de la reacción enzimática hasta la física de la nieve y la teoría de la turbulencia.

Los antecedentes generales le resultaron útiles un día de 2013 mientras paseaba por su "sendero de pensamiento" en el campus del estado de Oregón. Notó pastos más verdes debajo de paneles solares recientemente instalados. Basándose en su experiencia estudiando el agua, agricultura, energía renovable, ingeniería mecánica y civil, empezó a pensar en la investigación agrivoltaica.

Su investigación inicial se centró en el impacto que tenían los paneles solares en los cultivos plantados a su alrededor. Esa investigación, junto con el trabajo de otros científicos, ha demostrado que el rendimiento de los cultivos depende del tipo de cultivo, pero al final, cuando se incluye el valor de la electricidad generada por los paneles solares, hay un beneficio económico neto de los sistemas agrivoltaicos.

Mirando hacia el futuro, Higgins cree que la instalación a gran escala de sistemas agrivoltaicos abre la puerta a otras tecnologías. La energía excedente generada por los paneles solares podría usarse para alimentar tractores eléctricos o para generar fertilizantes en una granja. Se podrían instalar sensores económicos en las plataformas de paneles solares para respaldar decisiones basadas en inteligencia artificial para mejorar la productividad agrícola.

"Una vez que tengamos la infraestructura, una vez que tengamos energía, estamos listos para abordar muchos más problemas importantes, "Dijo Higgins.