project - EIP-AGRI Operational Group

Winegrowing improvement via symbiosis with smart agrivoltaics
"Mejora en la producción vitivinícola mediante
simbiosis con agrovoltaica inteligente"

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Kontext

Current climatic context involves long term changes in both temperature and weather patterns, including draught.

In addition, it also increases winter temperatures, low precipitation springs and suffocating summers. All these conditions strongly pressure agricultural systems, and agrarians are obligated to increases inputs or change on to more profitable cultures.

This is applicable to vine culturing and wine production. Although vines are typically dry land plants, they require a certain humidity degree to obtain the maximal production, as well as a dormition period to begin the productive cycle. Moreover, a strict range of temperatures and solar irradiation is required from the grapes to properly ripe and develop polyphenolic substances responsible for the characteristic flavours and colours of this fruit.

Climate changes strongly affect this stages, decoupling the technological ripening (sugar content) and the phenological ripening (polyphenolic content), and creating a huge problem to wine producers, who receive a grape with an enormous sugar content but a poor quality, obtaining wines with a dramatic low content in flavours, and problems related to volatile acidity and critically microbiological instability that makes them no apt to vinification.

Therefore, is critical to find a solution to this problem. Agrivoltaics are an attractive solution, since it provides the require conditions to vines and allows energy production.

Activities

- definition of requirements. The aim is to obtain climatic data that allows the correct design of the models, as well as determine the phenological parameters to monitor and decide the plots in which to locate the facilities. In short, the skeleton of the project is defined.-design of the agrovoltaic installation, both at the level of structure and plates, and at the sensor level, to proceed with its assembly and testing.- design and development of models of the phenological cycles of the vine, through the characterization of different parameters during the vegetative and reproductive seasons of the plant.-development of the methodology for monitoring the physiological variables of the vineyard, which allows evaluating the correct functioning of the intelligent agrovoltaic system.- analysis of vine growth based on physiological and technical parameters. - agrivoltaic system model of the facilities, so that there is a computational model of the facilities and to carry out the processing and analysis of the data collected and, finally, validate the work carried out.


Activities

- definición de requisitos. Se busca obtener los datos climáticos que permitan el correcto diseño de los modelos, así como determinar los parámetros fenológicos a monitorizar y decidir las parcelas en las que ubicar las instalaciones. En definitiva, se define el esqueleto del proyecto.

-diseño de la instalación agrovoltaica, tanto a nivel de estructura y placas, como de sensórica, para proceder al montaje y probado de la misma.

- diseño y desarrollo de modelos de los ciclos fenológicos de la vid, mediante la caracterización de diferentes parámetros durante las estaciones vegativas y reproductivas de la planta.

-desarrollo de la metodología de monitorización de las variables fisiológicas del viñedo, que permita evaluar el correcto funcionamiento del sistema agrovoltaico inteligente.

- análisis del crecimiento de la vid en base a parámetros fisiológicos y técnicos.

- modelo de sistema agrovoltaico de las instalaciones, de modo que se cuente con un modelo computacional de las instalaciones y realizar el tratamiento y análisis de datos recabados y, finalmente, validar los trabajos realizados.

Project details
Main funding source
CAP Strategic Plans 2023-2027 for Operational Groups
Additional funding source
No additional funding source
Project contribution to EU Strategies
Achieving climate neutrality
Territorial scope
Cross-border

Budget information

EUR 672 807.00
Total contribution
EAFRD contribution
EUR 454 328.00
National co-financing
EUR 113 582.00
Other financing
EUR 104 897.00

  • EAFRD contribution EUR 189 239.86
  • National co-financing EUR 47 309.97
  • Other financing EUR 104 054.65

  • EAFRD contribution EUR 34 115.67
  • National co-financing EUR 8 528.92

  • EAFRD contribution EUR 77 027.79
  • National co-financing EUR 19 256.95

  • EAFRD contribution EUR 20 193.66
  • National co-financing EUR 5 048.42

  • EAFRD contribution EUR 133 751.29
  • National co-financing EUR 33 437.82
  • Other financing EUR 841.75
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2 Practice Abstracts

La agrovoltaica tiene el potencial de salvar los cultivos tradicionales de los efectos del cambio climático, como el ascenso de las temperaturas o la sequía. Los paneles fotovoltaicos se pueden orientar para proporcionar sombreado según se necesite, asegurando el bienestar del cultivo y maximizando producción y calidad al mismo tiempo que se obtiene electricidad. Para ello, se necesitan algoritmos inteligentes alimentados de parámetros representativos del estado fisiológico de las plantas.

Los principales resultados del proyecto serán:

-La obtención de vinos de alta calidad en términos de contenido fenólico, lo que se consigue proveyendo un ambiente adecuado a cada cepa por medio del sombreado generado por los paneles.

-Producción de electricidad. El algoritmo también tendrá en cuenta datos de irradiancia solar para la producción de energía.

-Reducción de insumos. En algunos casos, los agricultores están recurriendo al regadío de cepas para el mantenimiento de la calidad, lo que se puede evitar con el sombreado adecuado.

Todo ello se puede lograr mediante la implementación de sistemas agrovoltaicos alimentados por datos climáticos y de los cultivos.

Agrivoltaics has the potential to save traditional crops in a context of climate change involving rising temperatures and draught. Photovoltaic panels can be oriented to provide shadow were and when needed, ensuring crop welfare, thus maximizing crop production and obtaining electricity at the same time. This can be achieved by employing intelligent algorithms fed by parameters representing the physiological state of the plants.

The main outcomes of the project include:

The obtention of high-quality wines in terms of phenolic content, which is achieved by providing proper environments for each vine. These are achieved by the shadowing made by the solar panels and the smart algorithm.

Electricity production. The algorithm will not also be focused on the crop but the energy production, taking into account solar irradiation data.

Intakes reduction. Some farmers are turning to irrigating their vineyards to maintain quality, which can be avoided by a proper shadowing.

All these benefits can be achieved by the implementation of the agrivoltaics system fed by climatic and crop data.

The project focuses on the research, development and validation of a novel solution based on smart agrivoltaics and feed by the phenological state of the vine to provide the adequate shadowing that allows wine productivity maximization at the same time as photovoltaic energy. This will be achieved by means of specific sensors and smart algorithms capable of model plant phenological situation. Thus, irrigation needs will be reduced and both technical and phenological maturation will be synchrnized ensuring wine quality.

The expected findings for the project are:- Obtaining a phenological model for Tempranillo and Albariño vines in different climatic zones- Obtaining intelligent algorithms capable of adapting the position of solar panels based on the phenological parameters of the vines- Validation of an agrovoltaic system capable of adapting the position of the plates so as to maximize the productivity and quality of the wine, obtaining renewable photovoltaic energy without compromising cultivation surfaces



El proyecto aborda la investigación, desarrollo y validación de una solución basada en agrovoltaica inteligente y alimentada por el estado fenológico de las vides para ofrecer el sombreado necesario a las plantas de modo que se maximice la producción vitivinícola al mismo tiempo que la producción de energía fotovoltaica mediante sensórica y algoritmos inteligentes capaces de modelizar el estado fenológico de la planta, disminuyendo las necesidades de riego y acompasando la maduración técnica con la fenológica para asegurar la calidad del vino.

Los hallazgos previstos para el proyecto son:

- Obtención de un modelo fenlógico para vides tempranillo y albariño en diferentes zonas climáticas

- Obtención de algoritmos inteligentes capaces de adaptar la posición de placas solares en función de los parámetros fenológicos de las vides

- Validación de un sistema agrovoltaico capaz de adecuar la posición de las placas de modo que se maximice la productividad y calidad del vino obteniendo energía renovable fotovoltaica sin comprometer superficies de cultivo

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Contacts

Project coordinator

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Project partners

  • Project partner

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