Evaluación Ecónomo-Energética de la Tecnología Agrivoltaica para los Cultivos de Cacao
Economic-Energetic Evaluation of Agrivoltaic Technology for Cocoa Crops in Cabuyaro, Meta
DOI:
https://doi.org/10.15446/sicel.v11.109689Palabras clave:
agricultura, cacao, Gestion de energia, energias limpias, microrred, tecnología agrivoltaica, Paneles solares (es)agriculture, cocoa, Solar power generation, islanded microgrid, irrigation system, Photovoltaic Panels (PVP), agrophotovoltaic energy (en)
Descargas
El cambio climático y el uso de energías no renovables representan una amenaza mundial. Para mitigar este problema, la implantación de energías renovables, como la solar, está ganando popularidad. Sin embargo, para esta se necesitan grandes extensiones de terreno. En consecuencia, la tecnología agrivoltaica (APV) se presenta como una alternativa que combina la agricultura y la energía solar de forma beneficiosa y sinérgica. En este documento se evaluó la factibilidad de implementar cultivos de cacao en Cabuyaro, Meta, utilizando APV. Para ello, se diseñó un sistema conceptual teniendo en cuenta los requerimientos del cultivo y las características técnicas del municipio. Se simularon dos escenarios utilizando HOMER Pro: uno con APV operando como microrred aislada y otro conectado a la red. Se realizó un análisis económico de ambos casos, demostrando la viabilidad del sistema. Finalmente, el estudio concluye con una perspectiva sobre la utilidad de este concepto en el país.
Climate change and the use of non-renewable energy represent a global threat. To mitigate this problem, the implementation of renewable energies, such as solar energy, is gaining popularity. However, this requires large tracts of land. Consequently, agrivoltaic technology (APV) is presented as an alternative that combines agriculture and solar energy in a beneficial and synergistic way. This paper evaluated the feasibility of implementing cocoa crops in Cabuyaro, Meta, using APV. For this purpose, a conceptual system was designed taking into account the crop requirements and the technical characteristics of the municipality. Two scenarios were simulated using HOMER Pro: one with APV operating as an isolated microgrid and the other connected to the grid. An economic analysis of both cases was performed, demonstrating the viability of the system. Finally, the study concludes with a perspective on the usefulness of this concept in the country.
Referencias
H. Marrou, “Co-locating food and energy,” Nature Sustainability, vol. 2, no 9, p. 793-794, 2019.
C. Toledo, A. Scognamiglio, “Agrivoltaic systems design and assessment: A critical review, and a descriptive model towards a sustainable landscape vision (three-dimensional agrivoltaic patterns,” Sustainability, vol. 13, no 12, p. 6871, 2021.
P. Donald, “Biodiversity impacts of some agricultural commodity production systems,” Conservation biology, vol. 18, no 1, p. 17-37, 2004.
M. Giampietro, S. Bukkens, D. Pimentel, “General trends of technological changes in agriculture,” Critical Reviews in Plant Sciences, vol. 18, no 3, p. 261-282, 1999.
H. Dinesh, J. Pearce, “The potential of agrivoltaic systems,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 54, p. 299-308, 2016.
R. Brohm, N. Khanh, “Dual Use Approaches for Solar Energy and Food Production—International Experience and Potentials for Vietnam,” Green Innovation and Development Centre (GreenID): Hanoi, Vietnam, p. 51-52, 2018.
J. Gómez Ramírez, “La energía solar fotovoltaica en Colombia: potenciales, antecedentes y perspectivas”, trabajo de grado, Universidad Santo Tomás, 2017.
Statista, “Valor aportado de la agricultura, pesca, caza, silvicultura y ganadería al producto interno bruto (PIB) en Colombia de 2005 a 2021”, 2021. [En línea]. Disponible en: https://n9.cl/valoraportadopib. [Accedido: 24-04-2023].
Departamento Nacional de Planeación, “Colombia ha aumentado su oferta exportadora en los productos agropecuarios, alimentos y bebidas”, 2022. [En línea]. Disponible en: https://2022.dnp.gov.co/Paginas/Colombia-aumento-exportacion-agropecuaria-alimentos-y-bebidas.aspx. [Accedido: 26-04-2023].
Sacristan. J.F, “Más de 15 millones de personas en Colombia podrían pasar hambre en el segundo semestre: Naciones Unidas la declaró en “estrecha vigilancia””, 2023. [En línea] Disponible en: https://www.infobae.com/colombia/2023/05/29/mas-de-15-millones-de-personas-en-colombia-podrian-pasar-hambre-en-el-segundo-semestre-naciones-unidas-la-declaro-en-estrecha-vigilancia [Accedido: 31-08-2023]
M. Pabón, “Caracterización socio-económica y productiva del cultivo de cacao en el departamento de Santander (Colombia),” Revista Mexicana de Agronegocios, vol. 38, no 1345-2016-104520, p. 283-294, 2016.
E.J. Sacristán, F. Rojas, “Guía ambiental para el cultivo del cacao”, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, Bogotá D.C, 2009.
R. Jing, Y. He, J. He, Y. Liu, S. Yang, “Global sensitivity based prioritizing the parametric uncertainties in economic analysis when co-locating photovoltaic with agriculture and aquaculture in China,” Renewable Energy, vol. 194, no 1048-1059, 2022.
M. Tajima, T Iida, “Evolution of agrivoltaic farms in Japan,” In AIP Conference Proceedings, vol. 2361, no. 1, p. 030002). AIP Publishing LLC, 2021.
R. Gonocruz, R. Nakamura, K. Yoshino, M. Homma, T. Doi, Y. Yoshida, A. Tani, “Analysis of the rice yield under an Agrivoltaic system: A case study in Japan,” Environments, vol. 8, no 7, p. 65, 2021.
D. Majumdar, M. Pasqualetti, “Dual use of agricultural land: Introducing ‘agrivoltaics’ in Phoenix Metropolitan Statistical Area, USA,” Landscape and urban planning, vol. 170, p. 150-168, 2018.
M. Tajima, C. Doedt, T. Iida, “Comparative study on the land-use policy reforms to promote agrivoltaics,” In AIP Conference Proceedings, vol. 2635, no 1, p. 050003, 2022. AIP Publishing LLC.
P. Gese, F. Martínez-Conde G., Ramírez-Sagner, F. Dinter, “Agrivoltaic in Chile—Integrative solution to use efficiently land for food and energy production and generating potential synergy effects shown by a pilot plant in Metropolitan region,” In Proceedings of the International Conference on Solar Heating and Cooling for Buildings and Industry (SHC), Santiago de Chile, Chile, pp. 3-7, 2019.
A. Cusva García, “Análisis para determinar la viabilidad y potencialidad de sistemas agrofotovoltaicos en zonas agricultoras de Colombia”, trabajo de grado, Universidad de los Andes, 2022.
E. Céspedes Díaz, “Análisis computacional de sistemas agrovoltaic en Colombia”, trabajo de grado. Universidad de los Andes, 2022.
J. Rodríguez Rodríguez, “Evaluación de la rentabilidad económica y la viabilidad técnica de la tecnología agrivoltaica en el cultivo de arroz en Colombia”, trabajo de grado, Universidad del Rosario, 2021.
EMSA. Electrificadora del Meta, “Reporte Integrado de Gestión y Resultados 2021 EMSA”, 2021 [En línea]. . Disponible en: https://www.electrificadoradelmeta.com.co/newweb/wp-content/uploads/Reporte-Integrado-de-Gestion-y-Resultados-2021-EMSA.pdf [Accedido: 28-04-2023].
Sistema Único de Información de Servicios Públicos Domiciliarios (SUI), “Reportes del Sector Energía”, 2022 [En línea]. Disponible en: http://sui.superservicios.gov.co/Reportes-del-Sector/Energia [Accedido: 28-04-2023].
SuperInterdencia de Servicios Públicos Domiciliarios, “Diagnóstico de la Calidad del Servicio de Energía Eléctrica en Colombia”, 2022 [En línea]. Disponible en: https://www.superservicios.gov.co/sites/default/files/inline-files/Informe-de-Calidad-del-Servicio-de-Energia-2021.pdf [Accedido: 28-04-2023].
A. Hernández Arango, “Sistema de riego automatizado por microaspersión para el cultivo de cacao en el Municipio de Cabuyaro, Meta”, trabajo de grado, Universidad Distrital Francisco de Caldas, 2019.
Homecenter, “Electrobomba Superficial Centrífuga 3HP”, 2023 [En línea]. Disponible en: https://www.homecenter.com.co/homecenter-co/product/138268/electrobomba-superficial-centrifuga-3hp/138268/ [Accedido: 06-05-2023].
AutoSolar, “Panel Solar 380W 24V Monocristalino PERC JA Solar”, 2023 [En línea]. Disponible en: https://autosolar.co/paneles-solares-24v/panel-solar-380w-24v-monocristalino-perc-ja-solar [Accedido: 04-05-2023].
S. Gorjian, R. Singf, A. Shukla, A. Mazhar, “Photovoltaic Solar Energy Conversion, Chapter 6- On farm applications of solar PV systems”, Technologies, Applications and Environmental Impacts, p. 147-190, 2020.
A. Guerrero, “Modelos de Gestão de Energía para Pequeñas Micro Redes Fotovoltaicas No Contexto Colombiano,” trabajo de grado, Universidad Tecnológica Federal Do Paraná, Curitiba 2021.
S. Kalogirou, Solar Energy Engineering: Processes and Systems. 2da edición. Elsevier.
J. Chasco Santibáñez, “Propuesta de un sistema Agrivoltaico en frutales para el contexto chileno,” trabajo de grado, Universidad de Chile, 2023.
R. A. Bejarano, O. E. Paiva, J.I. Díaz, “Evaluación de sistemas de riego localizado en cultivo de cacao (Theobroma cacao) como estrategia de aumento de la producción en el departamento del Huila. Ingeniería y Región”, no 11, p. 45-55, 2014.
M. Vives Serrano, “Evaluación de energéticos para aplicaciones de bombeo en agricultura,” trabajo de grado, Universidad de los Andes, 2023.
DEFECACAO, “Precio de referencia semanal de compra de cacao - Fuente Industria - FEDECACAO - Exportadores”, 2023 [En línea]. Disponible en: https://www.agronet.gov.co/Noticias/Paginas/Precio-de-referencia-semanal-de-compra-de-cacao---Fuente-Industria.aspx [Accedido: 06-05-2023].
SIC, “Cadena Productiva del Cacao”, 2023 [En linea]. Disponible en: https://www.sic.gov.co/sites/default/files/files/Cacao.pdf [Accedido: 06-05-2023].
S. Schindele, M. Trommsdorff, A. Schlaak, T. Obergfell, G. Bopp, C. Reise, C. Braun, A. Weselek, A. Bauerle, P. Högy, A. Goetzberger, E. Weber, “Implementation of agrophotovoltaics: Techno-economic analysis of the price-perfomance ratio and its policy implications,” Applied Energy, vol. 26, no 114737, 2020.
A. Agostini, M. Colaluzzi, S. Amaducci,“Innovative agrivoltaic systems to produce sustainable energy: An economic and environmental assessment”. Applied Energy,, vol. 281, p. 116102, 2021.
Cómo citar
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
Licencia
Derechos de autor 2023 Simposio Internacional sobre la Calidad de la Energía Eléctrica - SICEL

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.