Agrivoltaisme Urbà a la UPC: Integració d'Energia Solar, Agricultura Urbana i Espai Multifuncional per a la Comunitat Acadèmica

Pedro Costa

pedro.henrique.costa@upc.edu

FIB

1. Introducció La transició energètica i la necessitat d’espais urbans sostenibles han impulsat solucions innovadores que combinen eficiència energètica, sostenibilitat i benestar social. En aquest context, es proposa la implementació d’un espai multifuncional basat en el concepte d’agrivoltaisme urbà dins de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Aquest projecte té com a objectiu la reutilització d’espais lliures de la universitat per a la implementació de sistemes fotovoltaics intercalats amb zones de cultiu de plantes ornamentals, aromàtiques i comestibles, promovent la sostenibilitat i la interacció entre tecnologia, natura i comunitat acadèmica. A més de la producció d’energia i del cultiu urbà, l’espai comptarà amb una zona de convivència i presentacions, que inclourà un petit escenari semicircular i una graderia per a fins a 50 persones, permetent xerrades, presentacions i esdeveniments acadèmics i culturals. També hi haurà un conjunt de taules i cadires equipades amb punts d’energia, perquè els estudiants puguin estudiar i socialitzar a l’aire lliure. El projecte també preveu un sistema de recollida i emmagatzematge d’aigua de pluja, per al reg de les plantes i l’abastiment d’un sistema de bombament d’aigua alimentat per l’energia generada. A un lateral de l’espai, un sistema de bateries emmagatzemarà l’excedent d’energia i es crearà un punt de recàrrega per a vehicles elèctrics, contribuint a la mobilitat sostenible. A més, l’espai es configurarà com una zona urbana de refugi climàtic, proporcionant temperatures més suaus per als usuaris mitjançant la cobertura vegetal i l’ombra dels panells fotovoltaics. També servirà com una zona d’absorció d’aigua de pluja, reduint l’impacte de les escorrenties i ajudant a minimitzar el risc d’inundacions al campus. 2. Objectius Objectiu General Implementar un espai multifuncional a la UPC que combini generació d’energia renovable, agricultura urbana i un ambient d’estudi i socialització per a estudiants i professors, promovent la sostenibilitat i la innovació. Objectius Específics Reutilitzar zones lliures de la UPC per crear un espai productiu i sostenible. Integrar sistemes fotovoltaics amb el cultiu de plantes (agrivoltaisme urbà). Proporcionar un ambient d’estudi i socialització a l’aire lliure amb punts d’energia. Crear un espai per a presentacions, xerrades i esdeveniments acadèmics/culturals. Implementar un sistema de captació i emmagatzematge d’aigua de pluja, per al reg i el bombament sostenible. Desenvolupar un sistema d’emmagatzematge d’energia en bateries per optimitzar l’ús de l’energia solar generada. Crear un punt de recàrrega per a vehicles elèctrics, contribuint a la mobilitat sostenible. Configurar l’espai com una zona de refugi climàtic urbà, garantint temperatures més agradables per als usuaris. Transformar l’àrea en una zona d’absorció d’aigua de pluja, minimitzant les inundacions i les escorrenties. Distribuir la gestió de l’espai entre diferents departaments i actors de la universitat per garantir-ne el manteniment i la funcionalitat. 3. Justificació La Universitat Politècnica de Catalunya té un paper fonamental en la innovació tecnològica i la promoció de la sostenibilitat. Actualment, diversos espais lliures dins del campus estan infrautilitzats i poden transformar-se en zones productives i de convivència, alineades amb les directrius de la universitat per a un campus més sostenible. L’agrivoltaisme urbà és una solució innovadora que permet maximitzar l’ús del sòl urbà integrant la producció d’energia fotovoltaica amb la producció de vegetació, proporcionant beneficis com: Ombra natural per a les plantes, reduint l’evapotranspiració i optimitzant el consum d’aigua. Reducció de la temperatura del sòl sota els panells, augmentant l’eficiència dels mòduls fotovoltaics. Creació d’un entorn verd i agradable, millorant la qualitat de vida dels estudiants i professors. Incentiu a la recerca i innovació, possibilitant el desenvolupament d’estudis sobre energia renovable i agricultura urbana. Promoció de l’educació ambiental, implicant la comunitat acadèmica en pràctiques sostenibles. A més, el projecte contribuirà a la mitigació dels efectes de les illes de calor, proporcionant un espai amb temperatures més suaus. També ajudarà a gestionar millor l’aigua de pluja, absorbint part de l’aigua i reduint el risc d’inundacions al campus. 4. Gestió i Responsabilitats Per garantir el manteniment i la funcionalitat de l’espai, les següents àrees tindran responsabilitats específiques: 1. Zona de plantes i horts Gestionada conjuntament pel Departament d’Estudis d’Agricultura de la UPC i els restaurants que operen a la universitat. Aquests actors podran seleccionar els cultius, mantenir l’hort i aprofitar els productes alimentaris per als restaurants del campus. El departament podrà utilitzar la zona per a investigacions sobre cultiu urbà sostenible. 2. Zona dels sistemes fotovoltaics, emmagatzematge d’energia i punt de recàrrega per a vehicles elèctrics Serà gestionada pel Departament d’Enginyeria Elèctrica de la UPC. L’equip serà responsable del disseny dels sistemes, manteniment i realització d’estudis i presentacions demostratives sobre les tecnologies implementades. 3. Zona de l’escenari, graderia i zones d’estudi Serà gestionada per les associacions d’estudiants i docents de la UPC. Aquestes entitats s’encarregaran d’organitzar esdeveniments, xerrades i presentacions, garantint que l’espai sigui accessible per a tota la comunitat universitària. 5. Conclusió El projecte Agrivoltaisme Urbà a la UPC representa una innovació en l’aprofitament dels espais acadèmics, integrant energia renovable, agricultura urbana i espais d’estudi i convivència. A més de ser un exemple de sostenibilitat, l’espai oferirà beneficis ambientals, socials i acadèmics, esdevenint un model replicable per a altres universitats i ciutats.

1. Sostenibilitat Energètica – Generació d’energia renovable i reducció del consum elèctric del campus. 2. Eficiència Hídrica – Captació i ús d’aigua de pluja per a reg i reducció d’inundacions. 3. Millora del Benestar i Convivència – Creació d’un espai verd i confortable per a estudi, descans i esdeveniments. 4. Innovació i Recerca – Foment d’investigacions sobre agrivoltaisme i energia renovable. 5. Educació Ambiental – Sensibilització i participació de la comunitat acadèmica en pràctiques sostenibles. 6. Mobilitat Sostenible – Implementació d’un punt de recàrrega per a vehicles elèctrics. 7. Refugi Climàtic Urbà – Reducció de la temperatura local i mitigació de l’efecte illa de calor. 8. Optimització de Recursos – Ús eficient d’espais infrautilitzats dins del campus. 9. Participació Comunitària – Gestió col·laborativa entre departaments, estudiants i restaurants del campus. 10. Revalorització de l’Espai Públic – Transformació d’àrees desaprofitades en espais útils i funcionals.

Pressupost Estimat del Projecte 1. Dimensions i Infraestructura del Projecte Superfície total coberta per mòduls fotovoltaics: 275 m² Quantitat total de mòduls fotovoltaics: 137 mòduls (suposant mòduls de 400W cadascun) Capacitat total instal·lada: 55 kW Superfície total verda per a cultiu i vegetació: 425 m² (incloent-hi marges externs i espais interiors entre els mòduls) Quantitat de bancs i taules de fusta per a estudi i socialització: 10 unitats --- 2. Generació d'Energia i Ingressos Generació mensual d'energia: 6.022 kWh/mes Generació anual d'energia: 72.270 kWh/any Preu mitjà de l’electricitat a Barcelona: 0,15 €/kWh Ingressos anuals estimats per venda/ús de l'energia: 72.270 \times 0,15 = 10.840 \text{ €/any} --- 3. Producció d'Aliments i Ingressos Producció anual estimada d'aliments: 850 kg/any (Estimació de 2 kg/m² a l'any en cultius urbans) Preu mitjà dels aliments per a la seva venda als restaurants de la UPC: 3 €/kg Ingressos anuals per venda d'aliments: 850 \times 3 = 2.550 \text{ €/any} --- 4. Pressupost del Projecte 4.1 Infraestructura Fotovoltaica Estructures elevades per als mòduls fotovoltaics: 27.500 € Inversors i equipament elèctric: 5.000 € Cablejat, connexions i proteccions elèctriques: 5.000 € Mà d'obra per a la instal·lació fotovoltaica: 7.500 € Total de la infraestructura fotovoltaica: 45.000 € 4.2 Infraestructura de Vegetació i Cultiu Compartiments de fusta per al cultiu: 21.250 € Substrat i sòl: 4.250 € Plantes i llavors: 6.375 € Mà d'obra per a la instal·lació de la vegetació: 2.500 € Total de la infraestructura de cultiu: 34.375 € 4.3 Sistema de Recollida i Emmagatzematge d'Aigua Sistema de canalons i tubs per a la recollida: 2.500 € Dipòsits d'emmagatzematge d'aigua: 3.000 € Bombes solars per a reg: 2.000 € Mà d'obra i canonades: 1.500 € Total del sistema d’aigua: 9.000 € 4.4 Infraestructura d'Estudi i Socialització Bancs i taules de fusta per a estudi i socialització: 5.000 € (10 unitats a 500 € cadascuna) Total de la infraestructura de socialització: 5.000 € --- 5. Inversió Total i Retorn del Projecte Inversió total del projecte: 93.375 € Ingressos totals anuals estimats (energia + aliments): 10.840 + 2.550 = 13.390 \text{ €/any} \frac{93.375}{13.390} = 6,97 \text{ anys} --- 6. Conclusions Amb les dimensions reduïdes a la meitat, el projecte de plaça agrivoltaica multifuncional al Campus Nord de la UPC s'amortitzarà en aproximadament 7 anys, considerant només els ingressos directes per la generació d'energia i la venda dels aliments produïts.