Sistemas solares térmicos y fotovoltaicos en el sector agrícola
Todo acerca de los sistemas termicos y fotovoltaicos en el sector agricola
6/4/20254 min read
La implementación de sistemas solares térmicos y fotovoltaicos en el sector agrícola consiste en integrar la energía solar, tanto para producir calor como electricidad, en las diversas operaciones y necesidades de una explotación agraria. Esto busca aumentar la eficiencia, reducir costos operativos, mejorar la sostenibilidad y, en muchos casos, ofrecer soluciones energéticas en zonas rurales sin acceso a la red eléctrica.
Sistemas Solares Térmicos en la Agricultura
Los sistemas solares térmicos aprovechan la radiación solar para calentar un fluido (generalmente agua), que luego se utiliza para diversas aplicaciones que requieren calor.
Usos y Aplicaciones en el Sector Agrícola:
Calefacción de Invernaderos:
Principio: Los colectores solares térmicos (planos o de tubos de vacío) captan la energía solar y la transfieren a un fluido que circula por un sistema de tuberías o a un sistema de almacenamiento de calor (por ejemplo, depósitos de agua caliente, materiales con alta capacidad térmica).
Beneficios: Permite mantener una temperatura óptima para el crecimiento de los cultivos, especialmente en climas fríos o durante la noche, reduciendo la necesidad de combustibles fósiles para la calefacción y disminuyendo los costos.
Implementación: Implica la instalación de colectores en el exterior, un sistema de tuberías que recorre el invernadero (a menudo por el suelo, como suelo radiante) y un tanque de acumulación de calor.
Secado de Cultivos:
Principio: Se utiliza el aire caliente generado por colectores solares térmicos para deshidratar productos agrícolas como cereales, café, frutas, verduras, tabaco o pescados.
Tipos de Secadores Solares:
Directos: El producto se expone directamente al sol, a menudo bajo una cubierta transparente (ej. secadores de bandeja solar).
Indirectos: El aire se calienta en un colector solar separado y luego se dirige hacia el producto en una cámara de secado, protegiendo el producto de la radiación directa.
Híbridos: Combinan la energía solar con una fuente de calor convencional para asegurar el secado en días nublados o cuando se requiere mayor control.
Beneficios: Preserva la calidad de los productos, prolonga su vida útil, reduce el uso de energía convencional y es más sostenible que el secado con combustibles fósiles.
Calentamiento de Agua para Procesos Agrícolas:
Usos: Limpieza de equipos, desinfección de instalaciones ganaderas, preparación de alimentos para animales, lavado de productos agrícolas, etc.
Beneficios: Ahorro en los costos de energía para calentar grandes volúmenes de agua.
Calefacción de Agua en Acuicultura:
Mantenimiento de la temperatura adecuada en estanques o tanques para la cría de peces y otros organismos acuáticos, optimizando su crecimiento.
Sistemas Fotovoltaicos en la Agricultura
Los sistemas fotovoltaicos transforman la luz solar en electricidad, la cual puede ser utilizada para alimentar maquinaria, sistemas de riego, iluminación y otros equipos eléctricos en la explotación agrícola.
Usos y Aplicaciones en el Sector Agrícola:
Bombeo de Agua para Riego:
Principio: Paneles solares fotovoltaicos generan electricidad que alimenta directamente una bomba de agua (bomba solar). Esta bomba extrae agua de pozos, ríos, lagunas o embalses para sistemas de riego (goteo, aspersión, inundación, etc.).
Componentes: Paneles solares, inversor (para convertir DC en AC si la bomba es de AC), bomba de agua y, en ocasiones, un tanque de almacenamiento de agua para acumular durante las horas de sol y usar cuando no hay radiación.
Beneficios: Independencia de la red eléctrica en zonas remotas, reducción drástica de los costos de combustible (diésel) o electricidad, alta eficiencia y bajo mantenimiento. En Colombia, el bombeo solar para riego es una de las aplicaciones más populares y con rápida amortización.
Electrificación de Instalaciones Agrícolas:
Usos: Suministro de electricidad para:
Granjas y establos: Iluminación, ventilación, ordeñadoras, sistemas de refrigeración.
Almacenes: Iluminación, maquinaria de procesamiento, sistemas de conservación.
Oficinas y viviendas rurales: Para consumo doméstico y administrativo.
Tipos de Sistemas: Pueden ser sistemas conectados a la red (on-grid) para autoconsumo con posible venta de excedentes, o sistemas aislados (off-grid) con baterías para autonomía total en zonas sin acceso a la red.
Beneficios: Reducción de costos de energía, confiabilidad del suministro, operación sostenible.
Agrovoltaicos (Agrivoltaics):
Principio: Combinación de la generación de energía solar fotovoltaica con la producción agrícola en la misma superficie de tierra. Los paneles se elevan para permitir el cultivo debajo de ellos.
Beneficios: Maximiza el uso del suelo, los paneles pueden proporcionar sombra beneficiosa para ciertos cultivos (reduciendo estrés térmico y evaporación), y la presencia de cultivos puede ayudar a enfriar los paneles, mejorando su eficiencia.
Alimentación de Maquinaria y Equipos Específicos:
Cercas eléctricas, sistemas de monitoreo de cultivos (sensores de humedad, temperatura), estaciones meteorológicas, cargadores para vehículos eléctricos agrícolas, sistemas de automatización.
Refrigeración y Conservación de Productos:
Sistemas de refrigeración alimentados por energía solar para mantener frescos los productos agrícolas después de la cosecha, especialmente en áreas donde el transporte es lento o la infraestructura es deficiente.
Proceso General de Implementación para Ambos Tipos de Sistemas
Análisis de Necesidades y Viabilidad:
Evaluar el consumo energético actual (eléctrico y térmico), las horas de sol disponibles, el espacio para la instalación, las necesidades específicas del cultivo o la actividad ganadera.
Determinar la viabilidad económica y el retorno de la inversión.
Diseño del Sistema:
Dimensionamiento adecuado de los colectores térmicos o paneles fotovoltaicos, inversores, bombas, tanques de almacenamiento, baterías (si aplican).
Diseño de la estructura de soporte y el sistema de tuberías/cableado.
Permisos y Financiación:
Gestión de permisos con las autoridades locales y, si es un sistema fotovoltaico conectado a la red, con la compañía eléctrica.
Búsqueda de líneas de financiación o incentivos para energías renovables en el sector agrícola (en Colombia, por ejemplo, existen beneficios tributarios y líneas de crédito verde).
Instalación:
Montaje de los componentes (colectores, paneles, inversores, bombas, tuberías, cableado, baterías).
Conexión al sistema existente de la finca.
Puesta en Marcha y Monitoreo:
Verificación del correcto funcionamiento.
Implementación de sistemas de monitoreo para supervisar el rendimiento y la producción de energía/calor.
Mantenimiento:
Limpieza periódica de colectores/paneles y revisiones de los componentes para asegurar la eficiencia y la vida útil del sistema.
La energía solar, tanto térmica como fotovoltaica, ofrece al sector agrícola herramientas poderosas para mejorar la productividad, reducir la dependencia de combustibles fósiles, disminuir la huella de carbono y aumentar la resiliencia de las explotaciones frente a los desafíos climáticos y económicos.