Soporte solar agrícola

Los sistemas de soporte fotovoltaico (FV) agrícolas demuestran ventajas de valor multidimensionales en escenarios de siembra y cría, específicamente en los siguientes cinco aspectos:

▶ Generación de energía fotovoltaica: aumento de ingresos y eficiencia.

• Ingresos por electricidad: El sistema genera electricidad de forma continua mediante paneles fotovoltaicos, que pueden venderse a la red o utilizarse para autoconsumo. Tomando como ejemplo el proyecto complementario de energía fotovoltaica y ganadera de 400 MW en el condado de Shangyi, provincia de Hebei, este utiliza módulos fotovoltaicos bifaciales de silicio monocristalino de 650 vatios por panel, lo que incrementa la generación anual de energía en un 15 % en comparación con los módulos tradicionales. Se prevé que el proyecto complementario de energía fotovoltaica y ganadera CITIC Pacific Energy Tonglu genere un promedio de 110 millones de kWh anuales, ahorrando 13 500 toneladas de carbón estándar y reduciendo las emisiones de dióxido de carbono en 35 400 toneladas.

• Ahorro en costos de electricidad: Los paneles fotovoltaicos pueden generar electricidad para el autoconsumo en explotaciones agrícolas o cultivos, reduciendo los costos operativos. Algunas explotaciones han reportado que el modelo complementario de energía fotovoltaica y ganadería les permite ahorrar aproximadamente un 30 % en costos de electricidad.

▶ Mejorar el entorno de cría (Escenarios de cría)

• Sombra y refrigeración en verano: Los paneles fotovoltaicos proporcionan sombra natural a los animales de granja durante el verano, reduciendo eficazmente la temperatura del entorno de cría. En proyectos integrados de ganadería y energía solar, los paneles solares pueden disminuir la temperatura de los corrales de ovejas entre 3 y 5 grados Celsius en verano, creando condiciones óptimas para el crecimiento del ganado.

• Aislamiento térmico y protección contra el viento en invierno: Los paneles solares también proporcionan aislamiento en invierno, reduciendo la pérdida de calor y mejorando el entorno invernal para el ganado.

• Reducción del estrés por calor: Los paneles solares proporcionan sombra al ganado, reduciendo el estrés por calor y promoviendo un entorno de cría más saludable.

▶ Personalizable y de montaje rápido

• El producto cuenta con un diseño modular y un extenso premontaje antes del envío. Su instalación in situ no requiere cortes ni perforaciones, solo conexiones atornilladas, lo que reduce significativamente el ciclo de construcción. Además, se adapta con flexibilidad a las necesidades específicas de cada cliente en cuanto a luces, número de plazas de aparcamiento y formas estructurales, cumpliendo con los requisitos del proyecto «un plan, un diseño».

▶ Optimización del entorno de plantación (escenarios de plantación)

• Regulación de la luz solar: Al controlar la distancia entre los paneles solares (ampliándola a más de 4 metros y logrando una transmitancia lumínica del 30 % al 70 %), se pueden proporcionar las condiciones de iluminación adecuadas para cultivos con diferentes requerimientos lumínicos. En proyectos híbridos de té y energía solar, los paneles solares reducen la luz solar directa en verano y, combinados con la preferencia de los árboles de té por la luz difusa, mejoran la calidad del té a la vez que generan electricidad.

• Protección de los cultivos: Los paneles solares pueden proteger los cultivos del granizo, las heladas, la sequía y el sobrecalentamiento, estabilizando así los rendimientos.

• Importante ahorro de agua: El efecto de sombreado de los paneles solares reduce la evaporación de la humedad del suelo, ahorrando aproximadamente un 20 % del agua de riego.

▶ Uso eficiente del suelo

• Uso dual del suelo: Lograr un modelo tridimensional de uso del suelo que combine la generación de energía en el tejado y la siembra/cría bajo el mismo, mejora significativamente la eficiencia de producción integral por unidad de superficie. Por ejemplo, la comunidad de cría de ganado con energía solar complementaria en Heli Town logra una utilización eficiente del espacio tridimensional.

• Mayor tasa de utilización del terreno: En el proyecto complementario de cultivo de té y energía solar, se adopta una disposición de componentes en una sola fila, con amplio espaciamiento y soportes elevados, para maximizar el uso del espacio de la plantación de té y garantizar un desarrollo ecológicamente sostenible. El sistema de soporte flexible también permite aumentar la utilización del terreno en más de un 30 %.

▶Promoción de la agricultura circular

• En el escenario complementario de ganadería y energía solar, el estiércol del ganado criado bajo los paneles fotovoltaicos, tras su fermentación, puede utilizarse como fertilizante orgánico para las tierras de cultivo circundantes, reduciendo el uso de fertilizantes químicos y formando una cadena industrial agrícola circular de "generación de energía fotovoltaica, cría especializada y cultivo ecológico".

Parámetros

Instalación	Suelo
Base	Pilote de tornillo / Hormigón
Carga de viento	hasta 60 m/s
Carga de nieve	1,4 kN/m²
Altura libre	2,5–5,5 metros
Tipo de marco	Tipo de inclinación fija / Tipo de inclinación ajustable / Marco flexible / Marco de seguimiento
Estándares	GB50009-2012, EN1990:2002, ASCE7-05, AS/NZS1170, JIS C8955:2017, GB50429-2007
Material	Aluminio anodizado AL6005-T5, acero inoxidable SUS304
Garantía	Garantía de 10 años

 

Escenarios aplicables

▶ Escenarios de energía fotovoltaica y plantación

Los sistemas de soporte fotovoltaico (FV) agrícolas se han aplicado con éxito en diversos escenarios de cultivo:

 

• Sistema complementario Tea-PV: En el condado de Menghai, Xishuangbanna, provincia de Yunnan, se ha adoptado un modelo de "generación de energía en los paneles y cultivo de té debajo". Combinando las características de los árboles de té —su preferencia por la sombra, la humedad y la luz difusa—, un enfoque innovador que utiliza un amplio espaciado, soportes altos y una disposición modular de una sola fila mejora la calidad del té a la vez que genera electricidad, logrando así un "doble uso del suelo".

 

• Sistema Complementario de Hierbas Medicinales-PV: En el condado de Ningming, provincia de Guangxi, se ha adoptado un modelo de cultivo intercalado tridimensional que combina proyectos fotovoltaicos, empresas y medicina tradicional china. El melocotón de cinco dedos se cultiva bajo más de 1300 mu de paneles fotovoltaicos, con un rendimiento de hasta 1000 kg por mu y un beneficio superior a los 10 000 yuanes, logrando la generación de energía en los paneles y el cultivo de hierbas medicinales debajo. El condado de Xifeng, provincia de Guizhou, también está explorando un nuevo modelo de generación de energía en los paneles y cultivo de hierbas medicinales debajo, con planes para plantar espárragos y otras plantas medicinales tradicionales chinas bajo más de 2000 mu de paneles fotovoltaicos.

 

• Proyecto complementario de energía fotovoltaica para naranjas y frutas: En el condado de Xinping, Yuxi, provincia de Yunnan, se ha integrado un proyecto de generación de energía fotovoltaica que combina agricultura, silvicultura y huertos frutales, dando lugar a un proyecto de demostración denominado "complemento fotovoltaico naranja". Además, se han instalado soportes fotovoltaicos flexibles de Jusheng Technology sobre los huertos, proporcionando abundante luz solar y espacio para el crecimiento de los cultivos.

 

• Plantación convencional: En montañas o laderas áridas, se adopta un modelo de soporte elevado y amplio espaciado. Los soportes fotovoltaicos se elevan a 2,5 metros del suelo, con un ángulo de inclinación fijo de 27 grados, logrando así un aprovechamiento segmentado de la luz solar. Debajo de los paneles se cultivan hierbas medicinales y productos agrícolas de alto rendimiento.

 

▶ Escenarios de energía fotovoltaica y ganadería (Proyecto complementario de energía fotovoltaica para la ganadería)

 

• Ganadería (vacas y ovejas): En el condado de Shangyi, provincia de Hebei, un proyecto complementario fotovoltaico para la ganadería de 400 MW utiliza módulos fotovoltaicos bifaciales de silicio monocristalino. Los módulos están instalados sobre soportes tubulares de hormigón, lo que proporciona una gran capacidad de carga y resistencia a la fricción y las colisiones del ganado. En el proyecto integrado fotovoltaico para la ganadería de la ciudad de Xinhua, los paneles fotovoltaicos reducen la temperatura del redil entre 3 y 5 grados Celsius en verano, creando condiciones óptimas para el crecimiento de las ovejas.

 

• Avicultura: En la zona de cría integrada de ganado y energía solar en la ciudad de Heli, condado de Gaotai, se crían pollos y gansos en libertad bajo paneles fotovoltaicos. Estos paneles proporcionan sombra natural y un microclima adecuado para las aves. En la central fotovoltaica de Huamachi, perteneciente a Fugu Energy Dingbian New Energy Company, los paneles no solo generan electricidad, sino que también ofrecen refugio natural al ganado, proporcionándoles sombra en verano y protección contra el viento en invierno, lo que resulta en un crecimiento más saludable para pollos y ovejas.

 

• Complemento Fish-Solar: En el delta del río Perla y las zonas lacustres del centro de China, los sistemas de soporte fotovoltaico flexibles utilizan un diseño de gran envergadura para reducir el número de cimientos sobre pilotes, minimizando así las interferencias con las actividades de acuicultura en estanques. El espaciado entre filas, calculado científicamente, garantiza una iluminación solar subacuática suficiente, logrando una integración perfecta entre la generación de energía fotovoltaica y la acuicultura de alta gama.

 

 

Notas importantes:

▶ Consideraciones de la fase de diseño

• Encuesta sobre las necesidades de luz para cultivos y ganado: Es necesario realizar un estudio exhaustivo de las necesidades lumínicas de los cultivos. Algunos proyectos agrofotovoltaicos complementarios han experimentado una disminución en el rendimiento de los cultivos o un fenómeno de exceso de luz debido a limitaciones tecnológicas, como la falta de soportes fijos. El espaciado y el ángulo de inclinación de los componentes deben ajustarse según la saturación lumínica del cultivo para evitar un sombreado excesivo.

 

• Compatibilidad con la mecanización agrícola: Si se prevé el uso de maquinaria agrícola de gran tamaño en la zona de siembra, el punto más bajo del bastidor de soporte debe diseñarse para que esté al menos a 4-5 metros del suelo, y se deben instalar soportes antivibración para evitar colisiones con la maquinaria.

 

• Provisión de espacio para actividades de cría de animales: En las explotaciones ganaderas, debe proporcionarse espacio suficiente para la actividad del ganado y la inspección del personal. La distancia entre las columnas de soporte debe cumplir con los requisitos de paso de los animales.

 

• Estudio geológico previo: En función del tipo de suelo, se debe seleccionar el tipo de cimentación adecuado: las cimentaciones en suelos blandos requieren una evaluación cuidadosa, mientras que los pilotes helicoidales pueden utilizarse para mejorar la eficiencia de la construcción en capas de permafrost o roca.

 

• Las condiciones climáticas deben tenerse plenamente en cuenta: En zonas propensas a tifones, es necesario mejorar el diseño para que sea resistente al viento (las estructuras de redes de cables deben someterse a pruebas en túnel de viento); en regiones de gran altitud y frías, se requiere el cálculo de la carga de nieve.

 

▶ Precauciones durante la etapa de instalación

• Calidad de la construcción de los cimientos: La base de soporte debe ser firme, con una resistencia a la extracción adecuada y con una desviación de instalación controlada dentro de ±5 mm.

 

• Control de precisión de la instalación: El ángulo entre los planos horizontal y vertical debe ajustarse al ángulo de inclinación de diseño, con un margen de error de instalación que no supere los ±2°.

 

• Especificaciones de los elementos de fijación: En los puntos de conexión de los componentes de soporte deben utilizarse piezas estándar compatibles, y el par de apriete debe cumplir con las especificaciones. Está estrictamente prohibido reducir el número de tornillos, arandelas planas y arandelas elásticas.

 

• Protección contra la corrosión: Los cortes de perfiles de acero deben tratarse con medidas anticorrosión, las soldaduras deben lijarse hasta obtener una superficie lisa y las interfaces deben estar libres de rebabas.

 

 

Resumen

Los sistemas de apoyo fotovoltaico (FV) agrícolas constituyen la infraestructura fundamental para los modelos complementarios agrofotovoltaicos y ganaderos fotovoltaicos. Integran de forma ingeniosa la generación de energía fotovoltaica con la producción agrícola, logrando un innovador modelo de uso de la tierra basado en la generación de energía en los paneles y la siembra o cría de cultivos debajo.

 

Desde una perspectiva técnica, el sistema ofrece opciones de configuración flexibles basadas en escenarios de aplicación específicos: en escenarios de cultivo, diseños como soportes altos (≥2,5 metros), espaciamiento amplio (6-20 metros) y transmitancia de luz controlable (30%-70%) crean iluminación y espacio de crecimiento adecuados para los cultivos que se encuentran debajo; en escenarios ganaderos, los paneles fotovoltaicos combinan la generación de energía con sombreado, refrigeración, protección contra el viento y aislamiento, reduciendo eficazmente la temperatura del entorno ganadero entre 3 y 5 °C en verano y ahorrando aproximadamente un 30% en costos de electricidad para las granjas ganaderas.

 

Desde una perspectiva económica, el sistema logra el doble beneficio de "mayor ingreso por generación de energía + producción agrícola". Tomando como ejemplo una central fotovoltaica agrícola de 400 MW, la generación anual de energía puede alcanzar cientos de millones de kilovatios-hora, a la vez que produce decenas de millones de kilovatios-hora de electricidad verde. Además, puede utilizarse para el cultivo intercalado con hierbas medicinales, té, frutas y otros cultivos comerciales, incrementando los ingresos de los agricultores de la zona y conformando una cadena de economía circular sostenible.

 

Desde una perspectiva política, este sistema responde activamente a la estrategia nacional de "doble carbono" y a las políticas de revitalización rural, adaptándose al entorno político de "utilización integral de la tierra" y "reducción de las emisiones de carbono en la agricultura". A medida que la industria fotovoltaica en su conjunto se desarrolla hacia escenarios diversificados y enfoques ecológicos, el ámbito de aplicación de los sistemas de apoyo fotovoltaico agrícola seguirá expandiéndose.

 

Referencia del proyecto Solar First

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