Nuevo sistema de inteligencia artificial para la producción climáticamente inteligente de cultivos en sistemas agrovoltaicos

El proyecto Smart Climate Agri-PV tiene como principal objetivo la investigación y desarrollo de un nuevo sistema experto que hará uso de inteligencia artificial y tecnología de teledetección mediante el uso de drones para la optimización de la producción cultivos y de la producción de energía fotovoltaica de la forma más inteligente posible en sistemas agrovoltaicos

Los sistemas agrovoltaicos o estructuras agrovoltaicas versan a partir de un desarrollo que permite la producción agrícola debajo de las plantas de energía fotovoltaicas implantadas en suelo agrícola o rústico. Estas estructuras agrovoltaicas se desarrollan especialmente para este propósito y pretenden, a partir de este doble uso innovador y eficiente de los recursos de la tierra cultivable, aliviar el conflicto entre seguridad alimentaria y la seguridad energética. Además, el uso de dichos sistemas constituye una solución innovadora en el sector de la agricultura al contribuir al aumento de la rentabilidad, al aunar la generación de energía -que puede ser usada en la propia parcela o ser inyectada a red- y la producción agrícola, y contribuye a la mejora de la sostenibilidad y resiliencia del sector.

En el marco del proyecto de un modelo de comunidad energética agrovoltaica, se desarrolla un piloto agrovoltaico en configuración invernadero en el municipio de Picassent (Valencia). Los cultivos que se han seleccionado para el estudio de estas estructuras agrovoltaicas son la pitaya e higuera, por ser cultivos susceptibles de poder adaptarse idóneamente al sombreo que ocasionan los paneles solares, además de que su entrada en producción es en el primer año de plantación en las condiciones en la que se cultivan en este sistema agrovoltaico. El cultivo de la pitaya se cultiva en intensivo, con un marco de plantación de 3x1 metros con sistema de riego por goteo en suelo y en hidropónico. En el caso de la higuera se cultiva en superintensivo en hidropónico, con suelo inerte donde la solución nutritiva se aporta mediante fertirrigación, en un marco de plantación de 2,5 x0,5 m.

Drones

Respecto a la teledetección con drones, se aplica tanto a los cultivos como a los paneles fotovoltaicos, donde se obtienen imágenes mediante visión artificial con drones equipados con distintos sensores de medición (cámara termográfica, multiespectral, lidar y óptica), que permiten obtener imágenes necesarias para el estudio del desarrollo de los cultivos y la generación de energía.

La implementación de sensores y las imágenes por teledetección realizadas por el dron permiten monitorizar de forma continua el desarrollo del cultivo y evaluar el impacto que tiene la instalación de paneles fotovoltaicos sobre los cultivos.

En cuanto a la elección de paneles fotovoltaicos y optimización de la generación de energía fotovoltaica producida por los sistemas agrovoltaicos desarrollados, se seleccionó paneles bifaciales como tecnología fotovoltaica que mejor se adaptaba a este modelo de estructura agrovoltaica. La disposición de los paneles varía de máxima densidad de paneles o con disposición en zigzag. Con esto se pretende estudiar el efecto de la radiación difusa en la generación de energía por estos paneles bifaciales.

El conjunto de datos agronómicos y energéticos del piloto agrovoltaico son adquiridos de forma automática a través de un sistema de monitorización continua de los parámetros significativos, además de adquirir imágenes de los cultivos en tiempo real.

Todos los datos procedentes de la monitorización continua y mediante visión artificial se almacenan en una base de datos, donde posteriormente se tratan a partir de modelos matemáticos aplicados a cultivos y paneles fotovoltaicos. El sistema experto resultante de estos modelos generados a partir de todos los datos obtenidos de la sensórica aplica modelos de inteligencia artificial que permite la toma de decisiones y la optimización de los recursos, así como la automatización de variables clave.

Este proyecto permitirá abordar de forma científica y rigurosa la problemática del desarrollo de cultivos mediterráneos en modalidad agrovoltaica, validando un sistema de control inteligente del cultivo, que permitirá la aplicación de los nuevos conocimientos adquiridos, no solo sobre los dos cultivos estudiados, sino a futuro, sobre otros cultivos, estableciendo las bases para un correcto desarrollo de la agrovoltaica tanto en España como en Europa.

Fuente: Víctor J. Añón Albenca, responsable de I+D+i Agrovoltaico en Inderen

energetica21.com