Un grupo de investigadores de la Universidad de Jaén (UJA) ha anunciado un avance tecnológico que podría transformar tanto la agricultura como la energía fotovoltaica en España. Frente a la ‘guerra’ entre sectores que enfrenta a las placas solares con los cultivos por la luz solar, su nueva propuesta promete generar energía con alta eficiencia y mantener, o incluso mejorar, la radiación útil para las plantas bajo el panel.
El proyecto, publicado en la revista Results in Engineering, parte de la premisa de que en los sistemas agrovoltaicos tradicionales las células fotovoltaicas opacas impiden que la luz alcance uniformemente a las plantas, generando sombrados que pueden perjudicar el crecimiento de los cultivos.
El fin de la ‘pelea’: la energía agrovoltaica
En los sistemas convencionales, paneles fotovoltaicos se colocan con espacios entre células (“interespaciado”) para dejar pasar luz al cultivo. Sin embargo, incluso con módulos bifaciales, que captan radiación tanto por delante como por detrás gracias al reflejo en el suelo, la distribución de luz resultante suele ser irregular, provocando sombras prolongadas en algunas zonas y excesos en otras.
La solución de los científicos jienenses, denominada RearCPVbif, combina tecnologías ópticas y una configuración de células semitransparentes para equilibrar la producción eléctrica con la transmisión de luz hacia el suelo agrícola.
El módulo de la UJA rediseña ese modelo. Cada célula es más pequeña y va acompañada de concentradores parabólicos compuestos cruzados (CCPC) en la parte posterior. Cuando la radiación atraviesa los espacios entre células, estos elementos ópticos la difunden y la transforman en energía, a la vez que crean luz difusa que llega a las plantas de forma más uniforme. El efecto, según los investigadores, es que el módulo produce casi el doble de energía comparado con sistemas bifaciales convencionales con interespaciado.
Un detalle añadido del diseño es una capa de aire interna, similar a la de las ventanas de doble cristal. Esta característica mejora el aislamiento térmico del módulo y reduce la evapotranspiración del suelo agrícola, un factor clave en regiones como España donde la sequía es recurrente. Menor evapotranspiración puede traducirse en un ahorro de agua de riego, un recurso cada vez más escaso en muchas cuencas mediterráneas.
No se trata solo de generar más energía, sino de hacerlo sin perjudicar la producción agraria. “Lo que no podemos hacer es avanzar en un objetivo actuando de forma negativa en el otro”, explica el físico Eduardo F. Fernández, jefe del grupo de investigación.
El camino hacia esta configuración no ha sido sencillo. Las células fotovoltaicas estándar tienen un tamaño mínimo de alrededor de 15 cm por lado, pero el equipo necesitaba unidades mucho más pequeñas para ensamblar el módulo. El resultado es un panel de 42,8 mm de espesor con una malla de 3×3 células diminutas. Debido a esa miniaturización, fue necesario trabajar con un proveedor chino para fabricar las células a medida, logrando la pieza clave a coste cero para la investigación.
Una vez ensamblado el prototipo sobre un sustrato de polimetilmetacrilato (PMMA) transparente de 8 mm, los investigadores realizaron simulaciones y pruebas que revelaron una respuesta mejor de lo esperado: no sólo se alcanzó la eficiencia prevista en las simulaciones, sino que también se mejoró la calidad de la luz difusa que llega a las plantas.
Posibles aplicaciones y siguientes pasos
Aunque todavía faltan estudios para cuantificar cómo este tipo de paneles influiría en la productividad concreta de cultivos, el equipo afirma que el sistema podría adaptarse a diversos tipos de horticultura, desde tomates y pimientos hasta fresas en invernadero, todos ellos de alto valor en los mercados europeos.
El principal desafío ahora es industrializar la tecnología y reducir el peso de los paneles mediante una versión más ligera de la óptica, posiblemente con espejos en una estructura hueca. El objetivo es llevar el concepto de laboratorio al mercado, trabajando “en contacto con la industria” para escalar la producción y acercar el desarrollo a una etapa comercial viable.
Además, los investigadores resaltan que las aplicaciones de RearCPVbif podrían extenderse más allá del campo. En edificios públicos y otras infraestructuras donde se requiera luz tamizada y generación energética, el sistema podría ofrecer ventajas tanto para las personas como para los cultivos interiores o exteriores, gracias a la radiación más uniforme que proporciona.