Agrovoltaica: la altura de los paneles solares define el rendimiento agrícola y energético

La palabra clave principal: agrovoltaica vuelve al centro del debate energético y agrícola. Investigadores de Cerea, laboratorio conjunto de EDF y la École nationale des ponts et chaussées, junto con el Laboratorio de Meteorología Dinámica, demostraron que la altura de los paneles solares en sistemas agrovoltaicos puede determinar tanto el desempeño del cultivo como la eficiencia eléctrica. El hallazgo marca un punto de inflexión para quienes buscan invertir en energía solar aplicada al campo.

“Hemos demostrado que la modificación del flujo de aire puede afectar a los cultivos si los paneles son bajos, especialmente cuando la altura del eje de seguimiento es inferior a 3 metros”, declaró a pv magazine el autor correspondiente de la investigación, Joseph Vernier. Según explicó, todos los módulos alteran el flujo de aire, pero solo aquellos instalados a baja altura impactan directamente en el cultivo al modificar la dinámica atmosférica sobre el suelo.

El estudio advierte que, cuando el eje de seguimiento supera los tres metros, la influencia aerodinámica sobre las plantas es mínima. Sin embargo, por debajo de ese umbral, los cambios pueden equipararse a la reducción de radiación solar, afectando intercambios de energía, agua y gases, con implicaciones directas en la fotosíntesis y la evapotranspiración. Para los emprendedores agrícolas, este punto es estratégico: la geometría del sistema puede potenciar o comprometer el rendimiento productivo.

En términos energéticos, la configuración también juega un papel determinante. De acuerdo con Vernier, la convección varía según la disposición del sistema. Paneles elevados, separados unos 10 metros entre filas, podrían disminuir la temperatura de operación entre 3 °C y 5 °C frente a plantas convencionales en suelo, elevando la generación eléctrica entre 1 % y 2 %. Esto abre oportunidades para optimizar la generación de energía sin sacrificar productividad agrícola.

El trabajo, titulado “Consequences on energy and water exchanges of airflow modifications in agrivoltaic systems”, fue publicado en Energy Nexus. La investigación se apoyó en datos obtenidos en una planta experimental de 450 m², comparada con un área de control de 250 m² sin paneles.

La instalación analizada integró módulos fotovoltaicos bifaciales TOPCon 560 de JinkoSolar, montados sobre seguidores con inclinaciones de -60° a 60°. El eje de rotación se fijó en 2,5 metros, con una separación aproximada de 5,5 metros entre filas, configuración que permitió estudiar variaciones reales en condiciones controladas.

Las mediciones —realizadas entre noviembre de 2024 y marzo de 2025— mostraron que la humedad del suelo bajo el sistema agrovoltaico se mantuvo estable hasta primavera. En contraste, el terreno sin paneles experimentó descensos más rápidos y señales de estrés hídrico hacia mayo. Bajo los módulos, el sombreado redujo variaciones bruscas, mientras que entre hileras se detectaron incrementos puntuales derivados de la escorrentía pluvial.

En paralelo, se registraron disminuciones en la velocidad del viento y en la turbulencia dentro del sistema, con efectos variables según la inclinación y dirección del viento. Los investigadores identificaron patrones complejos: velocidades mayores por encima de los paneles y zonas de estela turbulenta debajo de ellos, así como heterogeneidad espacial marcada entre áreas cubiertas y descubiertas.

Uno de los hallazgos más relevantes es que la evapotranspiración puede variar hasta 30 % no solo por el sombreado, sino por los cambios en el flujo atmosférico inducidos por los paneles. El equipo advierte que aplicar fórmulas estándar diseñadas para campo abierto puede conducir a estimaciones imprecisas en sistemas agrovoltaicos.

Para validar los resultados, se realizaron simulaciones de dinámica de fluidos computacional (DFC) considerando condiciones meteorológicas, estacionalidad y estructura vegetal. Aunque los valores cuantitativos pueden variar, las tendencias se mantuvieron: altura, inclinación y rugosidad superficial alteran significativamente el comportamiento microclimático.

Los autores concluyen que el desarrollo de una formulación específica de evapotranspiración para agricultura solar fotovoltaica es un desafío pendiente. Dicha metodología deberá integrar variables como geometría del panel, radiación, altura de la planta y patrones de flujo. Para los emprendedores del sector agroenergético, la lección es clara: el diseño técnico no es un detalle operativo, sino el eje estratégico que define la rentabilidad.