La investigación muestra beneficios en el sistema de intercambio solar, agrivoltaicos.
- El sombreado protege los cultivos de la luz solar y las altas temperaturas.
- Los cultivos debajo crean condiciones de temperatura ideales para el rendimiento del panel solar.
- Combinar solar con tierras de cultivo es la solución de escasez de tierra
Los agricultores en Japón pueden generar electricidad solar mientras cultivan en las mismas tierras de cultivo. En abril de 2013, el Ministerio de Agricultura, Silvicultura y Pesca (MAFF) aprobó la instalación de sistemas fotovoltaicos en las tierras agrícolas que producen cultivos. Anteriormente la generación solar en tierras de cultivo, productivas o inactivas, estaba prohibida por la Ley de Tierras Agrícolas.
Esta coexistencia o doble generación se conoce como «Solar Sharing» en Japón. El concepto fue desarrollado originalmente por Akira Nagashima en 2004, quien era un ingeniero retirado de maquinaria agrícola que luego estudió biología y aprendió el «punto de saturación de la luz». La tasa de fotosíntesis aumenta a medida que aumenta el nivel de irradiancia; sin embargo, en un punto, cualquier aumento adicional en la cantidad de luz que incide en la planta no causa ningún aumento en la tasa de fotosíntesis.
Al saber que demasiado sol no ayudará a un mayor crecimiento de las plantas, a Nagashima se le ocurrió la idea de combinar sistemas fotovoltaicos PV systems y agricultura. Él ideó y patentó originalmente una estructura especial, que es muy parecida a una pérgola en un jardín. Creó un par de campos de prueba con diferentes tasas de sombreado y diferentes cultivos. Las estructuras que creó están hechas de tuberías y filas de paneles fotovoltaicos, que están dispuestos con ciertos intervalos para permitir que la luz solar llegue al suelo para la fotosíntesis.
A primera vista, la estructura puede parecer bastante «escasa». Una de las razones es que el MAFA requiere que los sistemas fotovoltaicos tengan una estructura simple (sin zapatas de concreto) y que se puedan desmontar fácilmente. MAFA también requiere que las estructuras de montaje FV se diseñen y construyan para asegurar la luz solar adecuada para los cultivos y el espacio para que la maquinaria agrícola pueda moverse.
Sin embargo, Nagashima dijo que el objetivo de estas pautas es que los agricultores sigan siendo «agrícolas» y eviten que los agricultores conviertan completamente las tierras agrícolas productivas en instalaciones solares. Con base en las pruebas realizadas en sus sitios de prueba solar en la prefectura de Chiba, recomienda una tasa de sombreado de aproximadamente el 32% para que un espacio de tierras de cultivo alcance el crecimiento adecuado de cultivos. En otras palabras, hay el doble de espacio vacío para cada módulo fotovoltaico instalado. Para garantizar la agricultura continua, los comités agrícolas municipales requieren que los agricultores informen las cantidades anuales de cultivo y exijan que se elimine el sistema fotovoltaico de la tierra si la cantidad de cultivos cultivados en las tierras agrícolas solares compartidas se reduce en más del 20%, en comparación con el pre -PV instalación.
«La energía solar compartida puede reactivar el sector agrícola en declive», dijo Makoto Takazawa, propietario del Proyecto de energía solar Kazusatsurumai de 34,4 kW (Figura 2) en la Prefectura de Chiba. Este es el primer proyecto en la nación que aprovecha el esquema FIT. Los agricultores en Japón enfrentan serios problemas como la reducción de los ingresos agrícolas y, por consiguiente, la falta de sucesores. Muchos pequeños agricultores se ven obligados a conseguir un segundo trabajo para mantenerse. Takazawa aprendió el concepto de Nagashima y descubrió que la agricultura solar compartida es una forma de revitalizar a los agricultores japoneses, brindando oportunidades para aumentar los ingresos y contribuir a la necesidad energética del país.
Takazawa instaló 348 paneles fotovoltaicos en un pequeño terreno de 750 metros cuadrados. Los paneles fotovoltaicos se instalan en tuberías, que están a 3 metros de altura del suelo. Las filas de paneles fotovoltaicos se instalan cada 5 metros. Bajo el sistema fotovoltaico, el padre de Takasawa ha estado cultivando maní, ñame, berenjenas, pepinos, tomates y taros (Figura 3) y cultivará coles durante el invierno. Estas verduras se venden en una calle cercana y son consumidas por sus vecinos.
El costo del sistema que produce 35,000 kWh anualmente le costó a Takazawa aproximadamente ¥ 12.6 millones ($ 126,000). Habiendo asegurado la primera tasa FIT disponible de ¥ 42 / kWh durante 20 años, ganará ¥ 1.6 millones (~ $ 16,000) anualmente mientras solo gana ¥ 100,000 (~ $ 1,000) anualmente de la agricultura. Al igual que él, “el campo tiene el potencial de crear energía limpia, estimulando así la economía local. Espero que esto (los ingresos del FIT) atraiga a los jóvenes a regresar al campo ”, dijo Takizawa.
En la prefectura de Aichi, Tsuboi ha diseñado y autoconstruido un sistema de 50 kW sobre los cítricos en crecimiento. Se instalan alrededor de 600 paneles fotovoltaicos en 7,7 acres de tierras de cultivo que se montan en tuberías de acero de 5 metros de altura. El tipo de cítricos que está cultivando se llama Dekobon, un híbrido japonés de mandarina y naranja. Dado que Dekobons se cosecha bajo el sistema fotovoltaico, los está vendiendo bajo el nombre de «Solarbon». Al igual que muchos otros agricultores, Tsuboi también tiene otro trabajo además de la agricultura. Este año, espera que el sistema fotovoltaico genere ¥ 2.5 millones (~ $ 25,000) como un ingreso adicional.
Muchos han cuestionado la estabilidad y durabilidad de la estructura fotovoltaica para la familia solar compartida. Nagashima declaró que sus sistemas, que están hechos de tubos delgados sin zapatas de concreto, incluso resistieron fuertes vientos y terremotos durante los desastres del tsunami de Fukushima en 2011. Estos sistemas son extremadamente livianos y la instalación de paneles fotovoltaicos está espaciada, permitiendo que el aire fluya entre ellos. Los paneles. Esto eliminará la preocupación de que los paneles recibirán carga de viento y se volarán, por lo tanto, reduciendo la necesidad de hardware de montaje complicado y costoso.
Nagashima sugiere la agricultura solar compartida para ranchos en los EE. UU. Señaló algunos beneficios de los sistemas fotovoltaicos sobre el pasto en el pasto: el sistema fotovoltaico puede proporcionar sombra para que el ganado vacuno u ovino descanse debajo y, debido al mayor nivel de humedad del suelo, la sombra se reducirá gastos de riego.
Para Japón, se requerirán alrededor de 2.5 millones de acres de tierra para suministrar la electricidad total de Japón con energía fotovoltaica. Bajo la familia solar compartida, se necesitarán alrededor de 7 millones de acres de tierras agrícolas para suministrar la misma cantidad de electricidad. Actualmente, Japón tiene más de 11.3 millones de acres de tierras de cultivo disponibles. “Antes de las revoluciones industriales, los agricultores proporcionaban cultivos y energía (leña y carbón) a la sociedad. La agricultura solar compartida vuelve a hacer que los agricultores proporcionen dos productos importantes de la naturaleza y revitalizará el sector agrícola ”, afirmó Nagashima.
Bienvenido a consultar con el equipo de Solaracks sobre la estructura de montaje solar compartida solar shared mounting structure, podemos proporcionar diseño a cierta área de tierra.
Artículo fuente: https://www.renewableenergyworld.com/articles/2013/10/japan-next-generation-farmers-cultivate-agriculture-and-solar-energy.html#gref
