Aplicaciones de la electricidad agrovoltaica en el sector agrícola

El uso de la electricidad puede ser usado en todo el proceso agrícola, sin embargo, mediante la realización de numerosas entrevistas directamente con agricultores de la alcaldía Xochimilco, al sur de la CDMX, se han podido identificar algunas de las opciones de uso que más le interesan a dicha comunidad agrícola local:

Se puede bombear agua limpia hacia el interior del terreno de cultivo para dar un tratamiento al suelo y eliminar las sales acumuladas en la superficie y en tierra poco profunda. El método más habitual es el conocido como “Lavado de suelos para biorremediación” el cual se muestra, de manera esquemática, en la siguiente Figura. Dicho proceso consiste en inyectar grandes cantidades de agua limpia hacia el suelo contaminado para forzar a los contaminantes a desplazarse hacia un área de extracción. Este proceso puede hacerse de forma vertical u horizontal en función de la composición y problemática específica de cada caso.

Tratamiento de agua

Una de las tantas técnicas existentes en el mercado, para darle tratamiento al agua de riego, es someter el agua a un proceso de captura de sales a través de la técnica de electrofloculación. La técnica consiste en introducir placas de aluminio dentro de un contenedor con agua contaminada; se aplica un voltaje eléctrico entre ellas para que se realice una ionización de las sales disueltas en el agua y se precipiten hacia el fondo del contenedor. La electricidad requerida puede ser proporcionada sin ningún problema por el SAV y su magnitud aviará en función del tamaño del contenedor. Este método se muestra en la siguiente figura y es eficiente para la captura de sales y otros sedimentos disueltos, que facilitan la acumulación de salitre en los terrenos de cultivo.

Recuperación de suelos afectados por el salitre

Arado de terreno

Trituración de materia vegetal para preparación de compostas

Al preparar el suelo de cultivo, los agricultores tienen la necesidad de producir composta constantemente, para lo cual, se requiere triturar toda la materia vegetal que sacan al limpiar los cultivos de malas yerbas, las ramas que van cayendo de los árboles y cualquier otra materia orgánica que sea fuente de nutrientes. Como se puede apreciar en la siguiente figura, esta tarea puede ser cubierta mediante trituradores eléctricos alimentados directamente por el SAV.

Cultivos hidropónicos

El acceso a la electricidad que brinda el SAV puede facilitar la implementación de cultivos hidropónicos, en los cuales, es necesario el uso de sistemas de bombeo constantes. En la siguiente figura se puede observar una representación de un sistema de cultivo hidropónico, cuyos equipos de bombeo de aire y agua pueden ser energizados mediante el SAV.

Autoconsumo en casa

Existen en el mercado motocultores eléctricos que pueden ser energizados directamente con la electricidad producida por el SAV. Como se puede apreciar en la siguiente figura, son del tamaño de una podadora de jardín y pueden ser operados por una sola persona. Ideales para terrenos de poca extensión y con alcances de profundidad de hasta medio metro.

Iluminación y videovigilancia

La iluminación y la video vigilancia de los terrenos de cultivo siempre brindará seguridad y confort para los usuarios. Sin mencionar que estos equipos pueden ser empleadas dentro de casas, talleres, bodegas, etc., para facilitar las tareas durante la mañana o la noche.

Bombeo de agua

Usualmente, en las zonas rurales, bombear agua para mantener llenos los abrevaderos y el riego de los cultivos se lleva a cabo mediante bombas a gasolina, debido a que es común que en estas zonas rurales no se cuente con acceso a electricidad, sin embargo, estos equipos pueden ser reemplazados por sistemas de bombeo Fotovoltaico tal y como se muestran en la figura siguiente. El tamaño del captador FV integrado en el SAV va a depender del requerimiento energético para el proceso de extracción de agua desde el acuífero disponible hasta el contenedor del usuario, o directamente hasta el cultivo. Con base en análisis previos para la zona mencionada, un equipo de bombeo FV integrado por una bomba sumergible de 1 HP y un captador FV de 1 kW, puede ser suficiente para bombear el agua de riego necesaria para un terreno agrícola de 3 mil metros cuadrados diariamente.

La electricidad puede ser usada para la casa donde residen los empleados o el propietario (siempre y cuando se encuentre en cercanía) para llevar a cabo sus actividades cotidianas. En la siguiente figura se muestran los usos más comunes en casa, incluyendo: el refrigerador, licuadora, cafetera, cargar celulares, calefacción de agua, aire acondicionado y el alumbrado ya sea interior o exterior.

Procesamiento y refrigeración de alimentos

La electricidad generada puede ser usada para energizar sistemas de procesamiento, empaquetado, corte, sanitizado y refrigeración de alimentos. Por otra parte, en zonas sin acceso a la electricidad, conservar los alimentos, recién cosechados o ya procesados, en buen estado puede presentar un reto. Afortunadamente, ya existen equipos de refrigeración que pueden operar con la electricidad en corriente directa que suministra un SAV. En la siguiente Figura se puede apreciar un sistema Agrovoltaico para refrigeración, el cual, está integrado por el generador FV, un controlador de carga, baterías para almacenar energía eléctrica y el equipo de refrigeración; de esta manera, un refrigerador puede funcionar de forma continua.

Transporte de alimentos

Hoy en día, los vehículos eléctricos son cada vez más accesibles, en la siguiente figura, se muestran vehículos que pueden ser usados para transportar alimentos y sus baterías pueden ser energizadas con la electricidad generada por el SAV.

Deshidratación solar

La tecnología de deshidratación solar considera el uso de colectores solares planos para calentamiento de aire, teniéndose aquellos que son pasivos, activos e híbridos. En los dos últimos casos, se requiere de electricidad para su funcionamiento: en el caso de los activos, para energizar un extractor y enviar el aire caliente a la zona de deshidratación; y para el caso de los híbridos, el diseño incluye una resistencia eléctrica para calentar el aire (cuando la radiación solar es poca) y el extractor para enviar el aire caliente hacia la zona de deshidratación. En la siguiente Figura se pueden apreciar dos tipos de secadores solares indirectos, un modelo que depende únicamente de la radiación solar que recibe un único colector y del flujo de aire que se crea por la diferencia de temperaturas; mientras que el segundo modelo incluye varios colectores y emplea un sistema electico para recirculación de aire energizado por MFV.

Generalmente un invernadero requiere, entre otros procesos, ventilación y calefacción. En el caso de la calefacción, existen muchos proyectos en donde dicho proceso se realiza usando agua caliente distribuida en el invernadero, la cual se obtiene por calentamiento de aguas en calderas que consume gas o gasolina, entonces, se podría considerar el cambio de tecnología para calentamiento de agua mediante el uso de resistencia eléctricas, o bien, resistencias eléctricas sustituyendo toda la red hidráulica. Hay más otros proyectos en donde el ambiente del invernadero de calienta mediante aire caliente impulsado por ventiladores acoplados a resistencias eléctricas. La solución energética es utilizar electricidad solar FV obtenida con el concepto Agrovoltaico. La cubierta FV podría estar actuando como techo del invernadero.

La automatización en los invernaderos, la cual requiere de electricidad, ayudaría a controlar: los sistemas de riego, la temperatura, la recirculación de aire, la humedad, los niveles de luz, etc.; con lo cual, se le podrían dar mejores condiciones de crecimiento para los cultivos, incrementando la calidad y la producción.

Automatización de invernaderos

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Referencias bibliográficas