NREL recopila datos detallados sobre las interacciones entre el hábitat, los polinizadores, el suelo y la producción de energía solar fotovoltaica (PV).
El crecimiento del desarrollo de energía solar a gran escala está generando preguntas sobre cuál es la mejor manera de utilizar la tierra debajo de los paneles solares y qué impactos tienen las instalaciones solares sobre el suelo y el hábitat. Una práctica cada vez más común es establecer un hábitat debajo y alrededor de los módulos solares que sea beneficioso para la biodiversidad y el ecosistema local.
En una serie de estudios financiados por la Oficina de Tecnologías de Energía Solar del Departamento de Energía de los EE. UU. y realizados por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), el Laboratorio Nacional Argonne, socios de investigación de la Universidad de Minnesota y la Universidad de Temple, y profesionales de MNL (anteriormente Minnesota Native Landscapes), los investigadores analizan en profundidad las interacciones entre el hábitat, los polinizadores y la producción de energía solar en tres grandes parques solares en funcionamiento en Minnesota.
Dos personas estudian plantas en un campo debajo de un panel solar.
Jordan Macknick, del proyecto Innovative Solar Practices Integrated with Rural Economies and Ecosystems (InSPIRE) del NREL, y Jake Janski, de MNL (anteriormente Minnesota Native Landscapes), inspeccionan una parcela de prueba de polinizadores plantada debajo del sistema fotovoltaico en el sitio solar Chisago, parte del proyecto solar Aurora en Minnesota. Foto de Dennis Schroeder, NREL
Estos sitios de polinización solar son los primeros proyectos solares fotovoltaicos (PV) a escala comercial de EE. UU. que incluyeron una investigación exhaustiva sobre ecovoltaica.
La ecovoltaica (la combinación de sistemas fotovoltaicos y prácticas de plantación ecológicamente beneficiosas) está relacionada con la agrovoltaica a través del uso dual innovador de la tierra en proyectos solares. La agrovoltaica se centra específicamente en la producción agrícola, mientras que la ecovoltaica se centra en la mejora del suelo, la provisión de servicios ecosistémicos y otros factores que podrían beneficiar a la agricultura y los ecosistemas.
Los resultados de estos estudios muestran que es posible establecer praderas nativas bajo paneles solares y, al hacerlo, brindar beneficios al suelo y hábitat para la vida silvestre y los polinizadores.
Los sitios solares pueden restaurar las praderas y albergar una actividad ecológica diversa
Durante seis años, el equipo de Prácticas solares innovadoras integradas con las economías y los ecosistemas rurales (InSPIRE) del NREL ha estado investigando los posibles impactos combinados del desarrollo solar en la vegetación nativa, los polinizadores, el rendimiento de la energía fotovoltaica y el suelo.
Las investigaciones anteriores han abordado solo un aspecto de estas interacciones a la vez. Este estudio es la evaluación más completa y de más largo plazo de las interacciones entre la energía fotovoltaica, el suelo, el hábitat y los polinizadores.
Vea un video de Science News con los investigadores del NREL James McCall y Chong Seok Choi y el socio de investigación del NREL, el profesor de la Universidad de Temple Sujith Ravi, que analizan los beneficios de la energía solar y cómo podría ser el futuro de esta investigación.
Los hallazgos se presentan en una serie de artículos de revistas científicas sobre el mantenimiento de la vegetación nativa bajo paneles solares (en Earth’s Future), las respuestas de la comunidad de insectos al establecimiento del hábitat (en Environmental Research Letters) y los impactos de la mezcla de semillas nativas en los hábitats de los polinizadores (en Environmental Research Communications). Los sitios de polinización de Minnesota, que son propiedad de Enel Green Power, ganaron un premio North American Agrivoltaics Award (NAAA) este año: Obtenga más información sobre los sitios solares de Atwater y Eastwood en el sitio web de NAAA.
Estos son los principales beneficios ambientales establecidos en el transcurso de esta investigación, hasta la fecha:
Las actividades de restauración de praderas pueden realizarse debajo de los paneles solares.
Cuando se establece la pradera, los polinizadores utilizarán el sitio tanto como las tierras de conservación dedicadas, lo que se evidencia a través de una mayor abundancia y diversidad tanto en la vegetación como en los polinizadores.
La plantación de hábitat para polinizadores y vegetación nativa puede mitigar parte del daño ambiental causado al suelo y al hábitat cuando se construyen instalaciones solares.
Los hallazgos centrales de la investigación (ecosistemas mejorados, operaciones fotovoltaicas robustas y mejor salud del suelo) están en el centro. La parte superior izquierda muestra un minigráfico sobre la salud del suelo: los nutrientes aumentan con la energía fotovoltaica en comparación con el sol abierto. La parte superior derecha muestra un minigráfico sobre las visitas de polinizadores: los números aumentan con el tiempo. La parte inferior central muestra un minigráfico que representa la cobertura vegetal nativa, que también aumentó con el tiempo en varias especies. Los principales hallazgos de esta serie de artículos científicos demuestran que la salud del suelo mejora con la energía fotovoltaica en comparación con el sol abierto, que las visitas de polinizadores aumentaron con el tiempo con las actividades de restauración de praderas con energía fotovoltaica y que la cobertura vegetal nativa también aumentó con el tiempo. Gráfico de Thomas Hickey, NREL
Los beneficios de la ecovoltaica varían según los climas y las geografías
En cuanto a los impactos en los módulos fotovoltaicos, los investigadores descubrieron que, aunque el hábitat nativo redujo las temperaturas de los módulos fotovoltaicos en comparación con el suelo desnudo, lo que generalmente es bueno para los paneles solares, no pareció aumentar la producción de electricidad. En cambio, los investigadores observaron poco o ningún impacto en la generación anual. Este hallazgo contradice los estudios realizados en otras regiones que han mostrado aumentos en la producción de electricidad, lo que sugiere que la interacción microclimática entre los paneles fotovoltaicos, el suelo y la vegetación no es consistente en diferentes paisajes y climas.
La evaluación del sitio es crucial para determinar estas relaciones y los posibles beneficios o impactos.
“Uno de los resultados más importantes de esta investigación es que necesitamos estudiar más sitios”, dijo el investigador de agrovoltaica del NREL Chong Seok Choi. “Por ejemplo, el clima específico del sitio (cuánta humedad hay en el aire, por ejemplo) puede afectar si el enfriamiento que observamos en el hábitat nativo puede conducir a una mayor eficiencia fotovoltaica. Todavía hay mucho trabajo por hacer”.
Una mariposa sobre flores.
Una mariposa monarca se alimenta de flores cultivadas para obtener semillas en MNL, que cultiva semillas nativas, amigables con los polinizadores, que se utilizan para restaurar praderas naturales plantadas bajo paneles fotovoltaicos en Minnesota. Foto de Dennis Schroeder, NREL
Los hallazgos de estos estudios subrayan el valor de la investigación a largo plazo. Por ejemplo, los investigadores descubrieron que tener un hábitat nativo bajo paneles solares puede proteger el suelo de la erosión futura, pero también que lleva mucho tiempo restaurar el suelo después del daño causado por la producción intensiva de maíz y soja. El impacto general de las actividades de restauración del suelo en estos sitios no estará claro durante los próximos años. También descubrieron que la vegetación de las praderas tardó entre tres y cuatro años después de la construcción de los paneles fotovoltaicos en establecerse por completo, y ciertas especies no aparecieron hasta los años cinco y seis.
«Como una práctica de gestión de tierras relativamente nueva, existen varias lagunas de información y consideraciones asociadas con el hábitat de los polinizadores solares que deben abordarse», dijo James McCall, investigador de agrovoltaica del NREL.
Un aspecto prometedor de esta investigación es que, con el crecimiento de la actividad de los polinizadores, el hábitat de los polinizadores solares puede ayudar a mejorar la producción de cultivos en granjas y campos cercanos, como sugieren los hallazgos (publicados en Environmental Science & Technology).
“Una conclusión clave de esta investigación es que las relaciones entre la salud del suelo, el hábitat de los polinizadores nativos, la abundancia de insectos y la producción de energía fotovoltaica pueden variar de un sitio a otro. Será fundamental realizar estudios adicionales en más sitios para sentar las bases necesarias para aplicar los hallazgos generalizados en una amplia variedad de geografías y períodos de tiempo”, dijo McCall.
“Planeamos continuar con la investigación en el sitio y ver cómo persiste la vegetación a lo largo del tiempo”, dijo. “Estamos empezando a ver que surgen ciertas especies de vegetación, y estudiar cómo estos beneficios pueden cambiar o continuar durante la vida útil del proyecto solar es importante para el despliegue continuo de proyectos ecovoltaicos”.
