es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación de la Universidad Cornell evaluó el potencial de sostenibilidad de integrar tecnología fotovoltaica avanzada de tándem de perovskita en la producción de lechuga agrivoltaica en Estados Unidos. Esta evaluación del ciclo de vida «de la granja a la mesa» se centró en las tecnologías de tándem de perovskita-silicio (P-S) y perovskita-perovskita (P-P), comparándolas con la referencia tradicional de silicio fotovoltaico.
El autor de correspondencia, Fengqi You, indicó que el estudio considera la agrivoltaica como un sistema integrado de alimentos, energía y agua, en lugar de un simple problema de despliegue fotovoltaico o rendimiento de cultivos en la granja. Según You, esta es la primera evaluación prospectiva del ciclo de vida «de la granja a la mesa» para la producción de alimentos agrivoltaicos utilizando tecnología emergente de tándem de perovskita. El equipo combinó escenarios avanzados de módulos solares, supuestos de reciclaje circular, datos regionales específicos de producción agrícola, insumos de riego y transporte, así como datos de pérdida y desperdicio de alimentos en toda la cadena de suministro, evaluando a nivel de sistema la capacidad de la granja para producir simultáneamente alimentos, generar electricidad limpia, reducir emisiones de gases de efecto invernadero, ahorrar recursos hídricos y mitigar la competencia por el uso del suelo.
El equipo investigó las principales regiones productoras de lechuga en EE. UU., incluyendo las costas central y sur de California, el desierto del sur, el Valle Central, así como Arizona y Florida. Utilizando datos actuales de producción y rendimiento regional, analizaron variaciones en configuraciones agrivoltaicas, tecnologías, vida útil del sistema y eficiencia de conversión de energía (PCE) en diferentes escenarios. Las configuraciones de densidad completa, media densidad, seguimiento de un solo eje y seguimiento de dos ejes redujeron el rendimiento de la lechuga en un 40 %, 20 %, 12 % y 5 %, respectivamente, mientras que disminuyeron las necesidades de riego en un 50 %, 30 %, 30 % y 15 %, respectivamente.
Para el tándem P-S, el estudio asumió tres escenarios de PCE: máximo 25 %, 30 % y 35 %. Para el tándem P-P, también se establecieron tres escenarios del 25 %, 30 % y 35 %, simulando vidas útiles del sistema de 2, 5 y 10 años.
Los científicos emplearon un método integral de evaluación del ciclo de vida de la granja a la mesa para cuantificar las emisiones de gases de efecto invernadero y el impacto hídrico asociados con el consumo de 1 kg de lechuga fresca. Los límites del sistema abarcan la producción de fertilizantes, riego, cultivo, cosecha, fabricación y operación de paneles fotovoltaicos, envasado, transporte refrigerado, distribución minorista, desperdicio de alimentos por parte del consumidor y tratamiento en vertederos, e incluyen la generación de electricidad del sistema fotovoltaico, el reciclaje de módulos y la refabricación dentro del marco de la economía solar circular, contabilizando los beneficios ambientales de la electricidad solar como emisiones evitadas de la red eléctrica.
El estudio muestra que, en condiciones favorables, la conversión de tierras de cultivo de lechuga en EE. UU. a agrivoltaica podría compensar hasta 30,9 millones de toneladas de CO₂ equivalente al año y ahorrar aproximadamente 8400 millones de metros cúbicos de agua. Otro hallazgo significativo es la disparidad geográfica: el mayor potencial de compensación de carbono por kilogramo de lechuga no se da necesariamente en las regiones con mayor irradiación solar. Por ejemplo, Florida, a pesar de tener una irradiación solar menor que las regiones desérticas, muestra un alto potencial de descarbonización por unidad debido a su menor rendimiento agrícola, lo que significa más superficie terrestre por kilogramo de lechuga y, por tanto, más generación de energía solar en configuraciones agrivoltaicas. En cuanto al ahorro de agua, el mayor potencial se da en regiones con escasez hídrica, como el desierto del sur de California y Arizona.
You concluyó que, si se diseña de manera responsable, la próxima generación de agrivoltaica puede transformar las tierras de cultivo de un escenario de competencia entre alimentos y energía a una plataforma integrada de producción de alimentos, generación de electricidad limpia y conservación de agua. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Nexus, bajo el título «Advancing Food-Energy-Water Sustainability with Scalable Perovskite Tandem Agrivoltaics».
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