La creciente demanda energética y la necesidad de optimizar el uso de la tierra han impulsado la búsqueda de soluciones innovadoras. Los sistemas de energía renovables, entre ellos aquavoltaicos, emergen como una opción prometedora para la industria de la acuicultura.
Investigadores de la King Mongkut’s University of Technology North Bangkok (Tailandia) han desarrollado un marco de trabajo basado en sistemas de información geográfica (SIG) para determinar el tamaño y potencial óptimo de los sistemas aquavoltaicos en granjas camaroneras. Este enfoque considera factores cruciales como la ubicación, tamaño y características de los estanques, así como los patrones climáticos y las necesidades energéticas de los aereadores utilizados en la crianza de camarones.
El Potencial de la Aquavoltaica
La aquavoltaica, que combina la generación de energía solar fotovoltaica con la acuicultura, emerge como una respuesta prometedora. Los sistemas aquavoltaicos ofrecen múltiples beneficios:
- Aprovechamiento óptimo del terreno: Combina la producción de alimentos con la generación de energía limpia en un mismo espacio.
- Reducción de la evaporación del agua: Los paneles solares pueden ayudar a disminuir la pérdida de agua en los estanques.
- Mejora de la calidad del agua: Algunos estudios sugieren que las condiciones creadas por los paneles solares pueden beneficiar la vida acuática.
- Diversificación de ingresos: Los productores acuícolas pueden obtener ingresos adicionales de la venta de electricidad.
Un Nuevo Enfoque para la Evaluación de Sistemas Aquavoltaicos
A pesar del creciente interés en los sistemas aquavoltaicos, las investigaciones existentes presentan limitaciones. Muchos estudios se han centrado en el potencial técnico de estos sistemas, sin profundizar en aspectos económicos y prácticos.
Eñ estudio publicado en la revista Energy Reports ha dado un paso adelante al desarrollar un marco basado en sistemas de información geográfica (GIS) para evaluar la viabilidad económica de los sistemas aquavoltaicos en granjas camaroneras. Este enfoque considera factores clave como:
- Tamaño óptimo del sistema: Determinación de la capacidad de instalación solar ideal para cada estanque.
- Configuración del sistema: Análisis de diferentes opciones, incluyendo sistemas conectados a la red, con almacenamiento de energía o autónomos.
- Impacto en la producción acuícola: Evaluación de los efectos de los paneles solares sobre la calidad del agua y el crecimiento de los camarones.
- Viabilidad económica: Cálculo del valor neto presente (VNP) para determinar la rentabilidad de la inversión.
Optimizando la producción de energía solar en estanques de camarón
Utilizando datos geográficos de estanques camaroneros y información meteorológica, los investigadores modelaron la generación de energía solar fotovoltaica. Al mismo tiempo, analizaron las necesidades energéticas de los aereadores, equipos esenciales en la acuicultura, para crear perfiles de carga precisos.
El objetivo fue doble: identificar el tamaño óptimo del sistema aquavoltaico considerando diferentes configuraciones (conectado a la red, con almacenamiento de batería o independiente) y cuantificar el potencial de estos sistemas con distintos niveles de cobertura de los estanques (10%, 20% y 30%).
Resultados promisorios
Los resultados obtenidos en regiones camaroneras de Tailandia son alentadores. La configuración más viable resultó ser la conexión a la red, con capacidades fotovoltaicas instaladas que variaron entre 2.78 kWp y 144 kWp. Aunque solo se utilizó el 2.6% del área del estanque para paneles solares, los beneficios económicos fueron notables, con valores netos presentes (VNP) que oscilaron entre -$12,728 y $2,627 por estanque.
Al aumentar la cobertura de paneles solares al 30%, la capacidad instalada se multiplicó por 1.32 MWp y el VNP alcanzó los $2.31 mil millones, contribuyendo significativamente al consumo eléctrico agrícola del distrito.
Además, el marco propuesto mejora los VNP hasta en un 4.41% en comparación con estudios anteriores que no consideraron datos espaciales y requisitos de aereadores. Esto demuestra la importancia de una planificación cuidadosa y la integración de información geográfica para maximizar los beneficios de los sistemas aquavoltaicos.
Beneficios para la industria camaronera
La implementación de sistemas aquavoltaicos en granjas camaroneras ofrece múltiples ventajas:
- Optimización del uso de la tierra: Aprovechamiento eficiente del espacio acuático.
- Generación de energía limpia: Contribución a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
- Mejora de la economía local: Generación de ingresos adicionales para los acuicultores.
- Desarrollo sostenible: Equilibrio entre producción alimentaria y energética.
El marco de trabajo desarrollado en este estudio proporciona una herramienta valiosa para planificar y implementar proyectos aquavoltaicos de manera eficiente y rentable.
Conclusión
Los resultados de este estudio muestran que los sistemas aquavoltaicos pueden ser económicamente atractivos para los productores camaroneros, generando ingresos adicionales y contribuyendo a la sostenibilidad del sector. El marco GIS utilizado demostró ser superior a estudios previos al considerar datos espaciales y requerimientos de aereadores, mejorando el VNP hasta en un 4.41%.
Los principales hallazgos del estudio son:
- La configuración más rentable: Los sistemas conectados a la red eléctrica resultaron ser la opción más económica, requiriendo solo un pequeño porcentaje del área del estanque para instalar paneles solares.
- El almacenamiento de energía no siempre es necesario: Agregar baterías a los sistemas conectados a la red no mejoró significativamente los resultados económicos debido a los altos costos asociados.
- El tamaño importa: Cubrir un mayor porcentaje del estanque con paneles solares aumenta significativamente la producción de energía y los beneficios económicos.
- Un enfoque más preciso: El modelo utilizado en el estudio ofrece una evaluación más precisa que los métodos tradicionales, al considerar factores como el consumo de energía de los aereadores y las características específicas de cada ubicación.
Sin embargo, el estudio también destaca algunas áreas para futuras investigaciones:
- Impacto en la producción acuícola: Es necesario estudiar cómo los paneles solares afectan la calidad del agua y el crecimiento de los camarones.
- Escalabilidad: El modelo podría ampliarse para evaluar el potencial de los sistemas aquavoltaicos a nivel nacional o internacional.
- Diversidad de especies: Se deben investigar los beneficios y desafíos de implementar sistemas aquavoltaicos con diferentes tipos de cultivos acuáticos.
En resumen, este estudio proporciona una base sólida para el desarrollo de la aquavoltaica como una opción sostenible y rentable para la industria camaronera, y suma evidencia a proyectos de integración que vienen siendo implementados. Sin embargo, se necesitan más investigaciones para comprender plenamente los impactos de esta tecnología.
Contacto
Chaowanan Jamroen
Division of Instrumentation and Automation Engineering Technology, Faculty of Engineering and Technology, King Mongkut’s University of Technology North Bangkok
Rayong Campus, Rayong 21120, Thailand.
Email: chaowanan.j@eat.kmutnb.ac.th
Referencia (acceso abierto)
Jamroen, C., & Suttikul, T. (2024). A geographic information system-assisted techno-economic assessment framework for aquavoltaic systems in shrimp farming. Energy Reports, 12, 881-891. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.06.059
