AGROVITIVOLTAICA: sombreado inteligente para generar energía limpia y mejorar la calidad de la producción en viñedos
El proyecto AGROVITIVOLTAICA, cofinanciado por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA) y el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER), está coordinado por BASQUENERGY Cluster y cuenta con la participación de Powerfultree, Solar 360, la bodega Casa Sicilia y el Centro Integrado de Formación Profesional San Gabriel, así como con el apoyo de la Universidad de Jaén y la Bodega Comenge.
Este Grupo Operativo tiene como objetivo desarrollar un sistema agrivoltaico que integre la generación de energía solar con el cultivo de uvas Tempranillo y Malvasía, utilizando sombreado inteligente para ajustar dinámicamente la sombra proporcionada por los paneles solares, optimizando el rendimiento agrícola y la producción de electricidad renovable. La energía generada por las instalaciones será destinada al autoconsumo de las bodegas.
La agrivoltaica: una solución de gran potencial para el sector vitivinícola
El sector vitivinícola atraviesa una etapa de graves desafíos debido a los efectos cada vez más evidentes del cambio climático, que está alterando las condiciones ambientales bajo las cuales se ha desarrollado tradicionalmente el cultivo de la vid. El aumento de las temperaturas medias, la mayor frecuencia e intensidad de las olas de calor, la reducción de la disponibilidad de agua y el incremento de la radiación solar en periodos críticos del ciclo vegetativo están modificando los equilibrios fisiológicos de la planta y condicionando la calidad final de la uva. En muchas regiones vitivinícolas estos factores están acelerando la maduración del fruto con consecuencias directas sobre el perfil del vino, como un aumento en el grado de alcohol, una pérdida de acidez y una disminución de la complejidad aromática. Esta situación no solo afecta a la calidad del producto, sino que está comprometiendo la viabilidad económica de las explotaciones y obligando al sector a replantear sus estrategias de adaptación.
Las estrategias tradicionales para hacer frente a estos desafíos se han centrado principalmente en el aumento del riego, la modificación de las fechas de vendimia o la modificación de técnicas de podas para el control de vigor. No obstante, este enfoque presenta claras limitaciones en un contexto de escasez hídrica creciente. Un mayor consumo de agua implica un incremento de los costes de producción y entra en conflicto con los objetivos de sostenibilidad ambiental, mientras que las alternativas basadas en cambios varietales requieren largos periodos de adaptación y no siempre garantizan la conservación de la identidad vitivinícola de cada territorio. En este escenario, la necesidad de soluciones innovadoras capaces de intervenir de forma directa sobre el microclima del viñedo, sin incrementar la presión sobre los recursos disponibles, se ha convertido en una prioridad estratégica para el sector.
Una respuesta prometedora a esta problemática es la agrivoltaica, una solución que integra sistemas fotovoltaicos con cultivos, permitiendo un uso dual del suelo al compatibilizar la actividad agrícola con la generación de energía renovable. Lejos de plantearse como una mera coexistencia de ambos sistemas, la agrivoltaica tiene como objetivo generar sinergias reales entre la actividad agrícola y la energética, de modo que ambas se refuercen mutuamente. A diferencia de las instalaciones fotovoltaicas estáticas, los sistemas agrivoltaicos incorporan estructuras móviles y sistemas de control que permiten ajustar dinámicamente la posición de los paneles solares. Esta capacidad de adaptación se apoya en el uso de sensórica agronómica y ambiental, así como en algoritmos de control capaces de procesar los datos en tiempo real y determinar el grado óptimo de sombreado en cada momento. De este modo, el sistema puede responder a las necesidades específicas del cultivo en función del estado fenológico del cultivo, las condiciones meteorológicas y los objetivos productivos definidos por el agricultor.
En el caso específico de la viticultura, la instalación de paneles fotovoltaicos elevados sobre el viñedo supone un elemento adicional de control del entorno de cultivo, al proporcionar sombra parcial y modulable que contribuye a mitigar los efectos del estrés térmico y de la radiación excesiva. Cuando se aplica de forma controlada y adaptativa, la reducción de la radiación directa sobre las cepas puede disminuir la temperatura en la zona foliar y del racimo, reducir la evapotranspiración y mejorar la eficiencia en el uso del agua. Asimismo, al suavizar las condiciones extremas durante las fases más sensibles del desarrollo de la vid, el sombreado favorece un desarrollo más equilibrado del fruto y una maduración más lenta y armoniosa, contribuyendo a preservar los atributos de calidad de la uva.
AGROVITIVOLTAICA: optimizando el cultivo de viñedos a través de la energía solar
En este contexto nace el proyecto AGROVITIVOLTAICA que busca desarrollar un sistema agrivoltaico que combine la generación de energía solar con el cultivo de viñedos, específicamente para las uvas Tempranillo y Malvasía. Este sistema utiliza sombreado inteligente, ajustando dinámicamente la sombra proporcionada por los paneles solares, optimizando tanto el rendimiento agrícola como la producción de electricidad renovable.
Este Grupo Operativo de colaboración multidisciplinar reúne la experiencia de expertos en agricultura, tecnología y energía renovable. Las soluciones agrivoltaicas planteadas en el proyecto se validarán en dos instalaciones ubicadas en las sedes de las bodegas Casa Sicilia y Comenge, ubicadas en Novelda (Alicante) y Curiel de Duero (Valladolid) respectivamente, sirviendo como instalaciones de autoconsumo energético.
Durante la fase inicial del proyecto, se han realizado estudios detallados del perfil de consumo energético de las bodegas, con el objetivo de dimensionar de manera adecuada las instalaciones agrivoltaicas y garantizar que su funcionamiento se adapte de forma óptima a las necesidades reales del sistema. Al tratarse de instalaciones de autoconsumo, el principal objetivo de este análisis ha sido evitar excedentes de energía mediante una curva de consumo equilibrada, asegurando que la energía generada se utilice de manera eficiente en los distintos procesos de la bodega. Para ello, se han tenido en cuenta los picos de consumo asociados a los procesos intensivos, como la producción, el embotellado y la refrigeración.
Otro de los aspectos centrales del proyecto ha sido la definición de los requisitos técnicos y agronómicos que debe cumplir una instalación agrivoltaica para integrarse de forma efectiva en un viñedo en producción. La altura de las estructuras, la separación entre filas, la orientación de los paneles y la compatibilidad con la maquinaria agrícola son factores determinantes para garantizar que la instalación no interfiera en las labores habituales del cultivo. En este sentido, el diseño planteado en el proyecto contempla estructuras elevadas que permiten el paso de tractores y equipos de vendimia, manteniendo la operatividad del viñedo y evitando impactos negativos sobre la gestión diaria de la explotación.
Aplicación de sensórica e inteligencia a cultivos
Paralelamente, el proyecto ha desarrollado una red de sensórica capaz de caracterizar el entorno del viñedo y el estado fisiológico de la planta. Los sensores agronómicos instalados permiten monitorizar variables clave como la radiación solar, la temperatura ambiente, la humedad del suelo y otros parámetros relevantes para el desarrollo de la vid. Estos datos se recogen de forma continua y se integran en una plataforma digital que facilita su análisis conjunto con la información procedente del sistema fotovoltaico. La disponibilidad de datos en tiempo real es un elemento fundamental para la toma de decisiones informadas y para el funcionamiento eficaz del sistema de sombreado inteligente.
A partir de esta base de datos, se han desarrollado modelos fenológicos específicos para las variedades de uva analizadas, permitiendo anticipar las necesidades del cultivo en cada fase de su ciclo vegetativo. Estos modelos constituyen el núcleo del sistema de control inteligente, ya que permiten ajustar la posición de los paneles solares en función no solo de las condiciones ambientales instantáneas, sino también del momento fenológico en el que se encuentra la vid. De este modo, el sistema puede priorizar la protección frente al exceso de radiación en determinadas fases críticas, como el envero o la maduración, sin comprometer la fotosíntesis en etapas en las que la planta requiere una mayor exposición solar.
Selección de emplazamientos
Las instalaciones agrivoltaicas que se plantean en el proyecto están situadas en dos bodegas con Denominaciones de Origen diferentes: una en Partida Alcaydias, Novelda (Alicante) y otra en Curiel del Duero (Valladolid). Estas ubicaciones permiten realizar un estudio comparativo de las condiciones y modificaciones fisiológicas de los viñedos en distintos contextos geográficos y climáticos. Para su elección, se han evaluado las características topográficas y climáticas de ambas parcelas, asegurando la viabilidad de las instalaciones agrivoltaicas y su integración con los viñedos existentes. Las filas de la vid seleccionadas cuentan con una dirección norte-sur, lo que favorece una exposición equilibrada a la luz solar a lo largo del día. En el caso de la bodega Casa Sicilia, se ha seleccionado la variedad Malvasía, conocida por su tolerancia al sombreado y su relevancia en la producción de vinos de calidad. Para la bodega Comenge, se ha optado por la variedad Tempranillo, especialmente adecuada para las condiciones del terreno en Curiel del Duero.
En ambas parcelas, se ha destinado una superficie de aproximadamente 900m² (25m x 36m) para la instalación agrivoltaica, garantizando espacio suficiente para realizar comparaciones con una parcela testigo. Esta parcela testigo no contará con ningún tipo de sombreado adicional ni interferencia de paneles solares, permitiendo que los datos obtenidos reflejen el comportamiento del viñedo sin intervención externa.
Despliegue y operación en Casa Sicilia
La instalación desarrollada en la bodega Casa Sicilia cuenta con una superficie agrivoltaica de 900m², formada por un total de 140 módulos fotovoltaicos distribuidos en cinco filas, con 28 módulos cada una. La proyección vertical de los paneles es de 338 m², por lo tanto, una ocupación GCR “Ground Cover Ratio” del 37%. Los paneles se encuentran elevados a una altura aproximada de cuatro metros sobre el viñedo, permitiendo el paso de la maquinaria agrícola y el desarrollo normal de las labores de cultivo sin interferencias. Con esta configuración, la potencia fotovoltaica instalada es de 76 kWp, cuya energía generada se destina al autoconsumo de la bodega, contribuyendo a mejorar la eficiencia energética y la sostenibilidad de la explotación. Este sistema se apoya en una red de sensores que incluye radiación fotosintéticamente activa, estación meteorológica, microtensiómetros y tensiómetros de suelo, así como en un sistema de control basado en inteligencia artificial que ajusta dinámicamente el movimiento de los paneles en función del estado vegetativo del viñedo.
Los primeros resultados derivados de los datos procedentes de las estaciones meteorológicas instaladas en la parcela de la Bodega Casa Sicilia han permitido cuantificar de forma objetiva el impacto del sistema agrivoltaico sobre el microclima del viñedo en condiciones de alta severidad térmica. En el caso de Alicante, se han registrado reducciones medias de hasta 3,6ºC en la temperatura foliar, con descensos de hasta 8,9ºC en las temperaturas máximas durante episodios de ola de calor, así como una disminución de 3ºC en la temperatura media del suelo a 30 cm de profundidad. Estas reducciones térmicas contribuyen de manera significativa a disminuir el estrés térmico de la planta, favorecer una mayor estabilidad de la actividad fotosintética y mejorar la eficiencia en el uso del agua. En términos de estado hídrico del cultivo, los valores de tensión matricial del suelo se han mantenido en rangos más estables bajo el sistema agrivoltaico, entre −121kPa y −600kPa, mientras que la parcela testigo ha alcanzado valores próximos al punto de marchitez permanente, en torno a −1500 kPa. Estos resultados confirman que el sombreado dinámico, cuando es correctamente gestionado mediante sensórica agronómica y algoritmos de control, actúa como una herramienta fisiológica de regulación del cultivo y no únicamente como un elemento de protección física. Paralelamente, se están monitorizando parámetros clave de calidad de la uva, como el grado ºBrix, la acidez total, la acidez málica, el pH y el contenido en antocianos. Los resultados obtenidos en la parcela de la Bodega Casa Sicilia han demostrado un mejor equilibrio ácido, una mayor conservación del ácido málico en escenarios de altas temperaturas y una mejora comparativa tanto respecto a la parcela testigo como frente a campañas anteriores al sistema agrivoltaico. Estos resultados preliminares confirman que un diseño agronómicamente optimizado no compromete la calidad del fruto, sino que contribuye a estabilizarla en contextos de creciente variabilidad climática.
Este enfoque ha permitido disponer de un sistema plenamente operativo y de una base de datos suficiente para el análisis del comportamiento del viñedo bajo condiciones reales de explotación. Si bien los resultados agronómicos definitivos continúan en fase de consolidación y validación, los datos preliminares obtenidos confirman el potencial del sistema para reducir el estrés térmico de la planta, mejorar la conservación de la humedad del suelo y favorecer un desarrollo más equilibrado de la vid en escenarios caracterizados por altas temperaturas y limitaciones hídricas.
Una iniciativa en colaboración
El proyecto AGROVITIVOLTAICA está coordinado por BASQUENERGY Cluster y cuenta con la participación de Powerfultree, Solar 360, la bodega Casa Sicilia y el Centro Integrado de Formación Profesional San Gabriel, así como con el apoyo de la Universidad de Jaén y la Bodega Comenge.
Powerfultree – startup tecnológica con una intensa actividad de I+D+i en el campo de la agrivoltaica – se ha encargado de definir la ubicación y los requisitos técnicos de las instalaciones, además ser el responsable de diseñar los algoritmos para el sistema de sombreado inteligente que se adapte a las necesidades del microclima de cada viña. Asimismo, ha desarrollado – en colaboración con la Universidad de Jaén – la herramienta de control que permite monitorizar en tiempo real los parámetros agrivoltaicos, así como un modelo computacional para estimar la producción energética y la tasa de fotosíntesis.
Solar 360 – joint-venture entre Repsol y Movistar para ofrecer un servicio especializado en soluciones de energía solar – se encarga de la ingeniería de detalle de ambas instalaciones fotovoltaicas, realizando cálculos estructurales, eléctricos y de drenaje para el sistema de monitorización, así como el diseño de las cimentaciones.
Por su parte, la bodega Casa Sicilia y el Centro Integrado de Formación Profesional San Gabriel son los encargados de analizar el crecimiento y desarrollo de las vides tras la implementación del sistema agrivoltaico. Para ello, están evaluando su estado mediante indicadores vegetativos y reproductivos, lo que permite medir la mejora en la productividad y calidad del cultivo.
BASQUENERGY Cluster, por su parte, coordina el Grupo Operativo y desarrolla las actividades de comunicación y difusión de los resultados del proyecto, con el fin de maximizar su visibilidad e impacto en las cadenas de valor de los sectores fotovoltaico y agrícola.
El proyecto está cofinanciado por el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA) y el Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER) en porcentajes del 20% y el 80% respectivamente sobre una ayuda total de 567.910,37€. https://www.calameo.com/read/0008841653ccbe1e09784
