Más malas noticias para los combustibles fósiles: la energía solar en los tejados se encuentra con la agrovoltaica

Un nuevo edificio futurista en Denver, Colorado, albergará un conjunto de paneles solares en la azotea que apoyará la agricultura urbana en el campo emergente de la agrovoltaica en la azotea.

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Los paneles solares en los techos han estado compitiendo por el espacio con la tendencia de los techos verdes, y por un tiempo parecía que ningún techo era lo suficientemente grande para ellos dos. Bueno, eso fue entonces. El campo emergente de la agrovoltaica se está preparando para saltar de los campos a los techos, y el resultado podría ser una proliferación de microgranjas en los techos con energía solar en todo el país.

La idea detrás de un techo verde es bastante simple. En lugar de terminar un techo plano con una membrana sintética, puedes cultivar una capa de plantas. La vegetación enfría los edificios cuando hace calor y también puede tener un efecto dominó en el entorno urbano al atrapar el CO2 y evitar la escorrentía de las tormentas. Los defensores también señalan que la capa viva ayuda a prolongar la vida útil de la membrana subyacente.

Los techos verdes generalmente se plantan con sedum y otras especies no nativas de bajo mantenimiento. Más recientemente, los techos verdes también han promovido las especies nativas y la biodiversidad. En Minnesota, por ejemplo, los investigadores han descubierto que varias especies nativas de las praderas rocosas del estado son una buena combinación para los techos verdes.

"Las plantas que crecen en las praderas de lecho rocoso se adaptan a condiciones de crecimiento muy similares a las que se encuentran en muchos techos verdes, incluido un medio de cultivo delgado y una alta exposición al viento, el sol y la sequía", señalan.

Los investigadores advierten que las especies nativas en su entorno natural pueden echar raíces profundamente en el suelo en busca de agua. Sin embargo, el equipo también toma nota de la evidencia anecdótica de que las plantas se adaptan al entorno de la azotea y hacen crecer sus raíces horizontalmente.

La idea de combinar paneles solares con techos verdes ha comenzado a atraer interés, y un estudio de techo solar más verde en Australia realizado en 2021 afirmó algo que los investigadores solares montados en el suelo ya han notado: la vegetación debajo de un panel solar crea un enfriamiento. efecto que aumenta la eficiencia de conversión solar, ya que los paneles solares funcionan de manera más eficiente en temperaturas más frías.

El estudio tuvo como objetivo principal evaluar los servicios ecosistémicos urbanos proporcionados por los techos verdes. Los investigadores estudiaron dos techos idénticos con paneles solares en la azotea, uno con techo verde y otro sin techo. El estudio produjo datos comparativos sobre la capacidad de los techos verdes para refrescar los edificios, así como mejoras en la biodiversidad urbana y la retención de aguas pluviales, entre otros hallazgos.

Las cosas se pusieron particularmente interesantes con la adición de paneles solares a la mezcla. Por el lado de las plantas, el estudio encontró que ciertas plantas crecían mucho mejor a la sombra de los paneles solares que en otros ambientes. Eso es consistente con los hallazgos en el campo agrovoltaico, que demuestran que algunos cultivos se desempeñan mejor en el microclima refrescante y protector creado por los paneles solares.

En el lado solar, los investigadores calcularon que los paneles solares en la combinación de techo solar y techo verde superaron a los paneles solo solares por un margen significativo del 13,1 % en general.

La Red Mundial de Infraestructura Verde analizó el estudio y descubrió la relación simbiótica entre los techos verdes que ahorran energía y la energía limpia de los paneles solares en los techos.

"Las temperaturas de la superficie se redujeron considerablemente en el techo verde, en algunos casos hasta 20°C durante el verano, lo que sugiere una posible reducción de los efectos de isla de calor urbano", señalaron. "El aislamiento fue otro beneficio del sistema integrado, evitando la transferencia de calor dentro del edificio y reteniendo el calor en períodos más fríos".

"En general, el sistema solar fotovoltaico de techo verde integrado superó al sistema solar fotovoltaico convencional, lo que confirma que la infraestructura verde se encuentra entre las soluciones más fáciles y eficientes que, a través de sus múltiples beneficios, pueden ayudar a que nuestras ciudades sean más resistentes al cambio climático", concluyeron. .

Mientras tanto, el negocio de cultivar alimentos en los tejados a gran escala también ha comenzado a afianzarse. La firma de arándanos de Nueva Jersey, Full Blues, por ejemplo, ha aplicado su proceso de cultivo patentado a una azotea en expansión en la ciudad de Nueva York.

Otro ejemplo es la empresa galardonada Brooklyn Grange, que ha establecido una gran granja en la azotea del centro de convenciones Jacob Javits en Manhattan, que incluye un huerto y un bosque de alimentos, así como cultivos de hortalizas.

La idea de agregar energía solar a la mezcla de granjas en la azotea comenzó a tomar forma en 2015, cuando la empresa de hidroponía Gotham Greens construyó un sistema de dos acres de invernaderos en la azotea en una fábrica de jabón en Chicago. La compañía ha continuado expandiendo su modelo de cultivo en azoteas desde entonces.

Toda esta actividad ha sentado las bases para introducir la tecnología agrovoltaica en la agricultura en azoteas.

Para aquellos de ustedes que son nuevos en el tema, la agrivoltaica se refiere a los paneles solares que están diseñados para adaptarse a la agricultura a gran escala. Los proyectos iniciales generalmente involucraban hábitats de polinizadores y tierras de pastoreo. Ahora el campo se ha diversificado hacia los cultivos alimentarios para humanos, así como la restauración de ecosistemas.

La empresa de energía solar de Colorado, Sandbox Solar, se ha estado labrando un nombre como innovador en agrovoltaicos, gracias en parte a la financiación de la investigación del Departamento de Agricultura de EE. UU.

Un proyecto especialmente interesante involucra una hilera de invernaderos en la granja de Colorado Spring Hill Greens. Sandbox detectó la oportunidad de colocar paneles solares bifaciales en franjas de tierra entre los invernaderos, que de otro modo no se podrían utilizar. Los paneles bifaciales se montan verticalmente para captar la luz ultravioleta reflejada por los invernaderos.

Desde invernaderos y paneles solares bifaciales, es solo un pequeño salto a la tendencia de los agrivoltiacs en los techos.

El año pasado, un equipo de investigadores en China y Japón modeló la capacidad de los sistemas agrovoltaicos en los techos para resolver el nexo entre alimentos, energía y agua. Evaluaron que la ciudad de Shenzhen, China, tenía suficientes techos para cultivar suficientes lechugas para abastecer a la ciudad durante un año. Sin embargo, la demanda de recursos hídricos para irrigar dicho sistema sería sustancial. Los investigadores también evaluaron que los paneles solares de la azotea en todo el sistema solo proporcionarían el 0,2% de la electricidad de la ciudad.

La Universidad de Arizona puede tener algunos datos concretos para contribuir en los próximos años. La escuela ha estado trabajando en un proyecto de energía solar y agricultura en la azotea desde 2017. La instalación de energía solar en la azotea se completó en 2020 y llegó a la etapa de plantación en agosto de 2021. También se instalaron sensores y otros instrumentos de recopilación de datos en 2021.

Hasta ahora, la atención se centra en el cultivo de plantas perennes y anuales nativas del desierto, como el algodoncillo y la acacia de espino blanco. "Las semillas fueron proporcionadas por Strategic Habitat Enhancements, una organización local propiedad de mujeres que se aseguró de que todas las semillas se cosecharan de manera sostenible en todo el desierto de Sonora", señala la escuela.

Bousselot también está trabajando en un proyecto de energía solar en la azotea con agricultura urbana, ubicado en el nuevo edificio Hydro de la Universidad Estatal de Colorado en Denver, así que permanezca atento para obtener más información al respecto.

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Foto: El nuevo Hydro Building en Denver servirá como sitio de investigación para la agricultura solar y urbana en los techos (cortesía de la Universidad Estatal de Colorado).

Tina se especializa en sustentabilidad militar y corporativa, tecnología avanzada, materiales emergentes, biocombustibles y problemas de agua y aguas residuales. Las opiniones expresadas son propias. Síguela en Twitter @TinaMCasey y Spoutible.

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