project - EIP-AGRI Operational Group
OPERATIONAL GROUP TO STUDY THE INTEGRATION OF PHOTOVOLTAIC PRODUCTION SYSTEMS IN IRRIGATION CROPS, MANAGED BY INTELLIGENT IRRIVOLTAIC MANAGEMENT SYSTEMS
GRUPO OPERATIVO PARA ESTUDIO DE LA INTEGRACIÓN DE SISTEMAS DE PRODUCCIÓN FOTOVOLTAICA EN CULTIVOS DE REGADÍO, GESTIONADO POR SISTEMAS INTELIGENTES DE GESTIÓN IRRIVOLTAICA
Contexte
En la actualidad muchos productores agrícolas están abandonando sus cultivos y reconvirtiendo sus parcelas agrícolas en campos de producción fotovoltaica (PV), en busca de aumentar la rentabilidad de sus explotaciones. Por su parte, los productores de energías renovables van encontrando cada vez más dificultades para obtener concesiones de terrenos dónde implantar sus instalaciones productoras, por razones ecológicas, agroambientales, sociales y de mercado. Por estas razones se piensa que, simultaneando racionalmente ambas actividades, es decir, que sobre el mismo terreno en donde se desarrollen cultivos agrícolas de regadío se pudieran instalar paneles solares PV, y optimizando ambas actividades (valores de los indicadores Land Equivalent Ratio, Ground Coverage Ratio y Price-Performance Ratio), podemos dar respuesta a las necesidades que se plantean.
Hasta ahora, en los diseños de instalaciones agrovoltaicas, tanto en proyectos de investigación como en las explotaciones en marcha, la actividad agrícola se ve muy condicionada por las infraestructuras de producción PV, lo cual hace imposible que el empresariado dedicado a la agricultura pueda dar su aprobación, ya que estas no se adaptan a los procedimientos agrícolas necesarios. Es necesario, por lo tanto, aportar un mayor grado de innovación incluyendo objetivos y resultados demandados por el mercado y el empresariado, identificando, aprovechando y optimizando las sinergias entre ambos sistemas de producción.
Activities
1 Determine the percentages of shading and incident radiation on the crop to optimize the production of photovoltaic and agricultural energy, in lettuce, melon and sugar beet.
2 Model incident radiation and shading on crops, along with the microclimate, depending on the hours of day and external agroclimatic conditions. From the sensors installed in task 1.2.
3 Develop an automatic control system that manages the opening and closing of the solar panels and fertigation based on the algorithms obtained in the previous tests.
4 Technical-economic evaluation of the developed system.
Activities
1 Determinar los porcentajes de sombreo y radiación incidente sobre el cultivo para optimizar la producción de energía fotovoltaica y agrícola, en lechuga, melón y remolacha azucarera.
2 Modelar la radiación incidente y sombreo sobre cultivo, junto con el microclima, en función de las horas del día y las condiciones agroclimáticas externas. A partir de los sensores instalados en la tarea 1.2.
3 Desarrollar un sistema de control automático que gestione la apertura y cierre de las placas solares y la fertirrigación a partir de los algoritmos obtenidos en los ensayos previos.
4 Evaluación técnico-económica del sistema desarrollado.
Additional information
El proyecto consistirá en un novedoso sistema agrovoltaico para su empleo con cultivos de regadío (irrivoltaico), constituido por un módulo estructural con paneles fotovoltaicos (PV) distribuidos a 4 aguas con orientación este-oeste, que se desplazarán unos sobre otros en el mismo plano, adaptando su apertura a los requerimientos lumínicos y microclimáticos del cultivo.
A partir de los resultados obtenidos en los ensayos se desarrollarán modelos climáticos, de cultivo y de producción PV, basados en inteligencia artificial, que se aplicarán el siguiente año de ensayos para la gestión óptima del sistema irrivoltaico, optimizando el comportamiento agroambiental y maximizando el beneficio económico por m2 de superficie.
Se desarrollarán los sistemas electrónicos, de comunicaciones y algoritmos que formarán parte del sistema irrivoltaico, que gestionará de forma automática la fertirrigación del cultivo atendiendo a sus requerimientos hídricos y nutricionales en las condiciones microclimáticas generadas por la apertura y cierre y de los paneles solares, bajo la función objetivo de maximizar el beneficio económico y optimizar el comportamiento agroambiental.
Project details
- Main funding source
- CAP Strategic Plans 2023-2027 for Operational Groups
- Additional funding source
- Private funding
- Project contribution to EU Strategies
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- Achieving climate neutrality
- Improving management of natural resources used by agriculture, such as water, soil and air
- Territorial scope
- Cross-border
Budget information
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EAFRD contribution EUR 372 290.48
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National co-financing EUR 93 072.62
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OWN FONDS EUR 13 062.00
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EAFRD contribution EUR 14 719.41
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National co-financing EUR 3 679.85
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EAFRD contribution EUR 62 099.85
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National co-financing EUR 15 524.96
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EAFRD contribution EUR 8 808.45
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National co-financing EUR 2 202.11
14 Practice Abstracts
Plan detallado de difusión, comunicación y capacitación
Detailed dissemination, communication and training plan
Desarrollo del sistema de control automático del sistema irrivoltaico desarrollado, instalado, validado y patentado que gestione la separación entre las placas solares y la fertirrigación, a partir de los algoritmos desarrollados durante los ensayos previos.
Development of the automatic control system for the irrigation system developed, installed, validated and patented to manage the separation between the solar panels and the fertigation, based on the algorithms developed during the previous tests.
Desarrollo del software de adquisición de datos y control del sistema irrivoltaico que permita conocer la distribución de la radiación sobre el
cultivo, el microclima y la humedad del suelo en función de las horas del día, las condiciones agroclimáticas externas y la posición de los paneles solares.
Development of software for data acquisition and control of the irrigation system that allows to know the distribution of radiation on the crop, the microclimate and soil humidity according to the hours of the day, the external agro climatic conditions and the position of the solar panels, the crop, the microclimate and the soil humidity according to the time of day, the external agroclimatic conditions and the position of the solar pan els
Desarrollo de algoritmos de gestión del sistema irrivoltaico a partir de la respuesta agronómica y fotovoltaica variando los porcentajes de sombreo y radiación incidente sobre el cultivo para minimizar el consumo de agua y fertilizantes, maximizar la producción de energía fotovoltaica y agrícola en lechuga, melón y remolacha azucarera,
reducir la contaminación ambiental y adaptar la producción hortícola al cambio climático en las zonas de estudio.
Development of irrigation system management algorithms based on the agronomic and photovoltaic response by varying the percentages of shading and incident radiation on the crop to minimise water and fertiliser consumption, maximise photovoltaic and agricultural energy production in lettuce, melon and sugar beet, reduce environmental pollution and adapt horticultural production to climate change in the study areas.
Capacitación y formación agricultores. El público objetivo definido son los agricultores y agricultoras a nivel nacional de cultivos de regadío que podrán aplicar los sistemas de gestión inteligentes y las estructuras fotovoltaicas determinadas en el desarrollo del proyecto. En este proyecto se contempla la participación activa de los técnicos encargados de las fincas y propietarios de las explotaciones.
Training and education of farmers. The defined target group is farmers of irrigated crops at national level who will be able to apply the intelligent management systems and photovoltaic structures determined in the development of the project. The active participation of farm managers and farm owners is envisaged in this project.
Talleres, jornadas, divulgación en redes sociales y publicaciones en revistas. El público objetivo definido son los agricultores y agricultoras a nivel nacional de cultivos de regadío que podrán aplicar los sistemas de gestión inteligentes y las estructuras fotovoltaicas determinadas en el desarrollo del proyecto, la comunidad científica y las autoridades públicas y municipales que contarán con los resultados de propuestas económicamente viables y que son una alternativa ambiental.
Workshops, conferences, dissemination in social networks and publications in magazines. The defined target audience are farmers of irrigated crops nationwide who will be able to apply the smart management systems and photovoltaic structures determined in the development of the project, the scientific community and public and municipal authorities who will have the results of economically viable proposals and that are an environmental alternative.
Página web grupo operativo. Virtual, se incluirán links a webinars, jornadas, vídeos y publicaciones (carteles, folletos, notas de prensa, artículos, manuales, etc) que se vayan generando a lo largo del plan de difusión
Operational group website. Virtual, links to webinars, conferences, videos and publications (posters, brochures, press releases, articles, manuals, etc.) that are generated throughout the dissemination plan will be included.
Evaluación técnico-económica e informe con las conclusiones del estudio de viabilidad.
Techno-economic evaluation and report with the conclusions of the
feasibility study.
Registro de propiedad intelectual del software desarrollado
Intellectual property registration of the developed software
Instalación de sensores y cámaras multi e hiperespectrales de monitorización del cultivo de los sistemas irrivoltaicos instalados en las parcelas experimentales de la Región de Murcia (lechuga y melón), y de Castilla y León para los ensayos con remolacha azucarera.
Installation of multi- and hyperspectral sensors and cameras to monitor the cultivation of irrigation systems installed in the experimental plots in the Region of Murcia (lettuce and melon), and in Castilla y León for the sugar beet trials.
Instalación y calibración de lisímetros de pesada de los sistemas irrivoltaicos instalados en las parcelas experimentales de la Región de Murcia para los ensayos de lechuga y melón, y en la comunidad de Castilla y León para los ensayos con remolacha azucarera.
Installation and calibration of weighing lysimeters of the irrigation systems installed in the experimental plots in the Region of Murcia for the lettuce and melon trials, and in the community of Castilla y León for the sugar beet trials.
Montaje de las estructuras metálicas de los sistemas irrivoltaicos. Con el fin de optimizar los sistemas agrovoltaicos en agricultura irrigada, se va a diseñar y desarrollar las estructuras, equipos e instalaciones del sistema irrivoltaico para su empleo en explotaciones agrícolar de lechuga, melón y remolacha azucarera.
Assembly of the metallic structures of the irrivoltaic systems. In order to optimise agrovoltaic systems in irrigated agriculture, the structures, equipment and installations of the irrivoltaic system will be designed and developed for use in lettuce, melon and sugar beet farms.
El proyecto consistirá en un innovador sistema agrovoltaico para uso en cultivos de regadío (irrivoltaico), compuesto por un módulo estructural con paneles fotovoltaicos (PV) distribuidos en 4 lados con orientación este-oeste, que se desplazarán uno encima del otro en un mismo plano. , adaptando su apertura a las necesidades lumínicas y microclimáticas del cultivo. Para cada etapa fenológica del cultivo se realizarán las siguientes pruebas: a) apertura de las aguas ubicadas al este 15-16,5%, 30-33% y 50% y cierre de las aguas ubicadas al oeste; b) apertura hacia el oeste 15-16,5%, 30-33% y 50% y cierre del este; c) apertura hacia el este y oeste 15-16,5%, 30-33% y 50%. A partir de los resultados obtenidos en los ensayos se desarrollarán modelos climáticos, de cultivos y de producción fotovoltaica, basados en inteligencia artificial, que se aplicarán en el siguiente año de ensayos para la gestión óptima del sistema de riego, optimizando el comportamiento agroambiental. y maximizar el beneficio económico por m2 de superficie. Se desarrollarán los sistemas electrónicos, comunicaciones y algoritmos que formarán parte del sistema irrivoltaico, que gestionará automáticamente la fertirrigación del cultivo en función de sus requerimientos hídricos y nutricionales en las condiciones microclimáticas generadas por la apertura y cierre de los paneles solares. bajo la función objetivo de maximizar el beneficio económico y optimizar el comportamiento agroambiental
The project will consist of an innovative agrovoltaic system for use with irrigated crops (irrivoltaic), consisting of a structural module with photovoltaic (PV) panels distributed on 4 sides with east-west orientation, which will move one above the other in the same plane, adapting their opening to the light and microclimatic requirements of the crop. For each phenological stage of the crop, the following tests will be carried out: a) opening of the waters located in the east 15-16.5%, 30-33% and 50% and closing of the waters located to the west; b) opening to the west 15-16.5%, 30-33% and 50% and closing of the east; c) opening to the east and west 15-16.5%, 30-33% and 50%. Based on the results obtained in the trials, climatic, crop and PV production models will be developed, based on artificial intelligence, which will be applied in the following year of trials for the optimal management of the irrigation system, optimising the agro-environmental behaviour and maximising the economic benefit per m2 of surface area. The electronic systems, communications and algorithms that will form part of the irrivoltaic system will be developed, which will automatically manage the fertigation of the crop according to its water and nutritional requirements in the microclimatic conditions generated by the opening and closing of the solar panels, under the objective function of maximising the economic benefit and optimising the agro-environmental behaviour
Design and development of structures and equipment of the irrivoltaic system for use in lettuce, melon and sugar beet farms.
Determine the percentages of shading and radiation incident on the crop to minimize the consumption of water and fertilizers, maximizing the production of photovoltaic and horticultural energy, reducing environmental pollution and achieving adaptation to climate change.
Automatic control system that manages the separation between solar panels and fertigation, based on algorithms.
Assembly of the metal structures of the irrivoltaic systems.
Installation and calibration of weighing lysimeters for the irrivoltaic systems installed in the experimental plots.
Installation of multi- and hyperspectral sensors and cameras to monitor the cultivation of irrivoltaic systems installed in the experimental plots.
Development of irrivoltaic system management algorithms based on the agronomic and photovoltaic response.
Development of software that allows knowing the distribution of radiation on the crop, the microclimate and soil humidity.
Automatic control system developed, installed, validated and patented that manages the separation between solar panels and fertigation.
Intellectual property registration of developed software
Diseñar y desarrollar las estructuras y equipos del sistema irrivoltaico para su empleo en explotaciones agrícolas de lechuga, melón y remolacha azucarera.
Determinar los porcentajes de sombreo y radiación incidente sobre el cultivo para minimizar el consumo de agua y fertilizantes, maximizando la producción de energía fotovoltaica y hortícola, reduciendo la contaminación ambiental y consiguiendo la adaptación al cambio climático.
Sistema de control automático que gestione la separación entre las placas solares y la fertirrigación, a partir de algoritmos.
Montaje de las estructuras metálicas de los sistemas irrivoltaicos.
Instalación y calibración de lisímetros de pesada de los sistemas irrivoltaicos instalados en las parcelas experimentales.
Instalación de sensores y cámaras multi e hiperespectrales de monitorización del cultivo de los sistemas irrivoltaicos instalados en las parcelas experimentales.
Desarrollo de algoritmos de gestión del sistema irrivoltaico a partir de la respuesta agronómica y fotovoltaica.
Desarrollo del software que permita conocer la distribución de la radiación sobre el cultivo, el microclima y la humedad del suelo.
Sistema de control automático desarrollado, instalado, validado y patentado que gestione la separación entre las placas solares y la fertirrigación.
Registro de propiedad intelectual del software desarrollado
Contacts
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