La investigación de NREL ayuda a los agricultores, las comunidades locales y los socios globales a sortear las complejidades de llevar la energía solar agrovoltaica a áreas remotas.
Con su vidrio liso y reflectante, sus postes de metal rígidos y su cableado eléctrico, es posible que le sorprenda saber que los campos solares pueden ser lugares de biodiversidad próspera, agricultura regenerativa y unión comunitaria.
Hace tres años, cuando los representantes del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de los EE. UU. comenzaron a hablar con Josie Hart, agricultora y directora asociada de Programas Agrícolas de los Jardines Botánicos de Denver, ella no podría haber imaginado lo que era posible como agricultora en un sitio solar.
«Traté de imaginarme un campo solar y solo vi kilómetros de paneles solares a poca altura del suelo. No tenía la mejor opinión de la energía solar en las zonas agrícolas. Para mí, como agricultor, me entristeció mucho ver que una buena tierra productiva se convirtiera en paneles solares», dijo Hart. «Pero aprendí mucho de los investigadores del NREL sobre cómo se pueden utilizar las instalaciones solares para mejorar la agricultura y que no se trata solo de los paneles solares, sino de los beneficios mutuos de colocar la energía solar junto con la agricultura».
La agrovoltaica es la práctica de combinar las actividades agrícolas y la energía fotovoltaica (FV), utilizando la misma tierra para recolectar energía solar y obtener beneficios agrícolas, como pastoreo, producción de cultivos, aumento del hábitat de los polinizadores y salud del suelo.
Pastoreo
Ovejas, vacas u otros animales de pastoreo que buscan alimento debajo o entre los paneles solares.
Producción de cultivos
Producción agrícola debajo o entre las filas de paneles solares.
Hábitat
Hábitat de los polinizadores, pastos y vegetación autóctonos y vegetación beneficiosa naturalizada.
Invernadero
Tecnologías solares colocadas sobre invernaderos o integradas en ellos.
El pastoreo, la producción de cultivos, el hábitat de los polinizadores y el hábitat autóctono, y los invernaderos son las principales áreas de la agrovoltaica investigadas por el NREL. Imagen de la página de Prácticas solares innovadoras integradas con las economías y los ecosistemas rurales (InSPIRE) en OpenEI
El Jardín Botánico de Denver ahora cuenta con una nueva instalación de energía solar fotovoltaica de 1,2 MW y 4,5 acres en su ubicación de Chatfield Farms, que es un refugio de plantas nativas de 700 acres y una granja en funcionamiento a unas 20 millas al suroeste del centro de Denver, Colorado.
“Cuando entras al espacio debajo de los paneles solares, las barras transversales tienen 8 pies de alto. Todo está muy alto y extendido, y es verde, fresco y sombreado. El espacio está organizado y parece un lugar fácil para cultivar cosas”, dijo Hart. “Hay girasoles, un grupo de tórtolas vive allí y flores nativas crecen alrededor del exterior. Y hay esparceta, un cultivo de cobertura que florece temprano en el año y atrae a las abejas. También es una legumbre, por lo que ayuda a restaurar el suelo. No es un espacio estéril”.
Durante más de nueve años, los investigadores del proyecto Innovative Solar Practices Integrated with Rural Economies and Ecosystems (InSPIRE) del NREL han estado investigando la coubicación de la energía solar y la agricultura como parte de una investigación financiada a través de la Oficina de Tecnologías de Energía Solar del Departamento de Energía de los EE. UU.
Al principio, el desafío era presentar el concepto de energía solar y agrícola a los desarrolladores solares, investigadores, agricultores y el público y abordar la pregunta: «¿Esto realmente funciona?». Con el tiempo, el desafío fue demostrar que puede haber beneficios mutuos al unir la energía solar y la agricultura mediante la realización de investigaciones en más de 20 sitios de energía solar y agrícola. Ahora, los investigadores del NREL tienen como objetivo refinar y adaptar las prácticas de energía solar y agrícola para satisfacer las necesidades específicas y variables de diversas comunidades y granjas.
En 2020, los sitios de energía solar y agrícola de los EE. UU. totalizaron 27 000 acres y produjeron 4,5 GW de energía solar.
Para noviembre de 2024, la energía solar fotovoltaica en Estados Unidos se había más que duplicado hasta alcanzar 62.000 acres y producir 10 GW de energía solar.
La energía solar fotovoltaica está experimentando un crecimiento acelerado
En 2020, los sitios de energía solar fotovoltaica en Estados Unidos abarcaban 27.000 acres y producían 4,5 GW de energía solar. Para noviembre de 2024, la energía solar fotovoltaica en Estados Unidos se había más que duplicado hasta abarcar 60.000 acres y producir 10 GW de energía solar.
En la actualidad, hay casi 600 sitios de energía solar fotovoltaica en funcionamiento en Estados Unidos con pastoreo, producción de cultivos, hábitat nativo y de polinizadores, invernaderos y sitios que combinan estas actividades.
El proyecto InSPIRE de NREL recopila y comparte datos sobre las actividades de energía solar fotovoltaica en Estados Unidos en Open Energy Information (OpenEI). El mapa de agrovoltaica de InSPIRE se puede ordenar por tipo de actividad agrovoltaica, tecnología fotovoltaica y otras categorías
Jordan Macknick, quien dirige el proyecto InSPIRE en NREL, dijo: «La gente está viendo los beneficios de la agrovoltaica. Las empresas están viendo cuáles son estos beneficios, los agricultores están viendo cuáles son estos beneficios y están reconociendo, ‘Oye, esto podría ser para mí’. Y entonces lo están probando. Eso es muy emocionante para la investigación en agrovoltaica».
InSPIRE también proporciona liderazgo global en agrovoltaica. En julio de 2024, el proyecto copatrocinó la Conferencia Mundial de Agrivoltaica y actúa como organización líder para el Grupo de Acción Agrivoltaica de la Agencia Internacional de Energía.
Actividades Agrivoltaicas
Colaboración con las comunidades para generar oportunidades y seguridad
Un grupo de personas afuera del campus de NREL.
El equipo ecológico de la escuela secundaria Selma visitó el campus de NREL en South Table Mountain en Golden, Colorado. Foto de James McCall, NREL
La implementación de energía solar puede parecer similar en muchos lugares, pero cada granja es diferente. NREL ayuda a los agricultores y a otras personas a sortear los desafíos y las complejidades de la implementación de la energía solar fotovoltaica en granjas pequeñas y grandes.
Como líder comunitaria de energía solar fotovoltaica en el equipo InSPIRE de NREL, la investigadora de seguridad energética y científica social Dana-Marie Thomas trabaja con las comunidades para ayudarlas a explorar cómo la energía solar fotovoltaica puede respaldar sus objetivos.
«Muchas de las comunidades con las que trabajo son comunidades BIPOC (negras, indígenas y personas de color) y no son iguales. Todas buscan algo diferente porque hay diferentes objetivos comunitarios, condiciones específicas del sitio y contextos históricos y culturales», dijo Thomas. «Algunas comunidades buscan resiliencia energética mediante la incorporación de energía solar y almacenamiento en baterías, otras buscan oportunidades de desarrollo educativo y laboral, y muchas están interesadas en construir un legado: encontrar formas de hacer que la agricultura sea innovadora y atractiva para sus miembros más jóvenes, para atraerlos de vuelta a la granja».
Estas comunidades enfrentan barreras críticas para implementar la energía solar fotovoltaica, que incluyen la falta de conocimiento, el acceso limitado a la financiación, las desigualdades sistémicas en la propiedad de la tierra y los desafíos tecnológicos.
Thomas trabajó con miembros de Black Farmers’ Collaborative en Florida como parte del programa Clean Energy to Communities Expert Match. El reverendo Jerry G. Nealy de Black Farmers’ Collaborative quería educar a su comunidad sobre la energía solar y la energía solar fotovoltaica e integrar el desarrollo de la fuerza laboral en el sistema penitenciario para reducir la reincidencia y apoyar la creación de habilidades. Cetta Barnhart de Seed Time Harvest Farms, otro miembro de Black Farmers’ Collaborative, busca implementar un componente de agroturismo en su granja en Monticello, Florida, similar al Jardín Solar de Jack en Longmont, Colorado. «No solo transformamos la energía con la energía solar, sino que también transformamos la agricultura y empoderamos a las comunidades para que construyan un futuro resiliente para las generaciones venideras».
—Dana-Marie Thomas
Thomas también ha colaborado con el Centro Selma para la No Violencia, la Verdad y la Reconciliación y la escuela secundaria Selma en Selma, Alabama, que están interesados ??en el desarrollo de la fuerza laboral de la energía solar, diseñado para aumentar la conciencia de los estudiantes sobre las oportunidades laborales en el sector solar y despertar su interés en la agricultura. También buscaron asistencia técnica para un proyecto de invernadero.
«Hay mucho en esta área de la energía solar. En nuestro trabajo en NREL, no se trata solo de la tecnología, no se trata solo de la equidad; se trata de un trabajo que salva vidas para las comunidades», dijo Thomas. «Al abordar las necesidades de los agricultores BIPOC y fomentar tanto la innovación como la equidad, no solo estamos transformando la energía con la energía solar, sino que estamos transformando la agricultura y empoderando a las comunidades para que construyan un futuro resiliente para las generaciones venideras».
El potencial para equilibrar las necesidades agrícolas y de energía limpia del país
Los miembros de InSPIRE trabajaron con AFT en un proyecto de investigación agrovoltaica fundamental para escala de megavatios (FARMS) del Departamento de Energía dirigido por la Universidad Rutgers.
Los miembros actuales de AFT contribuyeron a Pathways for Agricultural Decarbonization in the United States y The 5 Cs of Agrivoltaic Success Factors in the United States: Lessons Learned From the InSPIRE Research Study del NREL.
Tanto las granjas como las granjas solares gravitan hacia terrenos planos, despejados, bien drenados, soleados y lo suficientemente cerca de la infraestructura para transferir lo que producen (energía o alimentos) al mercado. La agrivoltaica ofrece la posibilidad de proteger la seguridad alimentaria al utilizar la misma tierra para usos duales en lugar de convertir tierras agrícolas productivas en campos solares de un solo uso u otro desarrollo.
American Farmland Trust (AFT) ha sido un socio de largo plazo en el proyecto InSPIRE del NREL.
“El liderazgo del NREL en la agrivoltaica ayudó a identificar oportunidades “La AFT debe trabajar para proteger las tierras agrícolas, promover prácticas agrícolas inteligentes para el clima y desarrollar la próxima generación de agricultores. Para Winter, “es por eso que la energía solar es tan relevante para la misión de la AFT. La energía solar en tierras agrícolas productivas debe ser solar agrovoltaica, y debe incluir también aplicaciones regenerativas y para la salud del suelo”.
Los agricultores están buscando formas de mantener viables sus granjas frente a la expansión urbana invasora y otros desarrollos, incluida la energía solar.
