Implementation of a mobile platform for measurement in agrivoltaic systems

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17979/ja-cea.2026.47.13882

Keywords:

Agrivoltaics, Sensing, Motion Control Systems, Monitoring, Control

Abstract

This work presents the design and implementation of a ground-based mobile platform equipped with sensors for measuring solar irradiance in agrivoltaic systems (AVS). The main objective is to analyze the spatial and temporal distribution of solar radiation in AVS, where photovoltaic panels generate partial shading that affects both crop growth and energy efficiency. These shadows are characterized by high variability, making it necessary to measure radiometric and agroclimatic variables at many locations across the field and at different times of the day and year. The platform, based on an ESP32-WROOM microcontroller and a mobile structure, will perform measurements at different points within the agricultural field, enabling the collection of a comprehensive dataset to optimize the combined agricultural and photovoltaic performance. In addition, the work includes the mechanical and electronic design of the platform, sensor integration, software development for control and monitoring, and data acquisition management.

Author Biographies

  • Luis Manuel Fernández-Ahumada, Universidad de Córdoba

    Titular en el área de Ing. de Sistemas y Automática de la Universidad de Córdoba desde 2005. Miembro del grupo de Investigación desde 2016. Sus intereses de investigación se centran en la optimización de sistemas fotovoltaicos y monitorización de sistemas IoT. Con amplia experiencia en el ámbito docente en el ámbito de la automática y la robótica, así como en la dirección de numerosos TFG y TFM, es actualmente Secretario de la Escuela Politécnica Superior de Córdoba de la UCO y Coordinador del Aula de Hardware Libre y Robótica de la UCO.

    LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:

    • FOTOVOLTAICA: DIMENSIONAMIENTO Y MEJORAS TECNOLÓGICAS
    • MODELADO, EVALUACIÓN Y APROVECHAMIENTO DEL RECURSO SOLAR
    • MONITORIZACIÓN DE SISTEMAS BASADOS EN IoT
    • AGRIVOLTAICA
  • Marta Varo-Martínez, Universidad de Córdoba

    Titular de Universidad (Área Física Aplicada, Universidad de Córdoba). Es Licenciada en Física desde 2002 y Doctora por la Universidad de Córdoba desde 2006. Desde al año 2007 está vinculada como profesora a tiempo completo a la Escuela Politécnica Superior de la Universidad de Córdoba. En el ámbito docente imparte docencia relacionada con la Física y las Energías y Recursos Renovables tanto en grados como másteres y ha participado en más de una veintena de Proyectos de Innovación Docente, siendo responsable de más de una decena de ellos. Su labor de investigación versa sobre el Modelado de Fenómenos Físicos para su aplicación a la docencia, a la Ingeniería en general y al campo de las Energías Renovables, en particular. En este último ámbito, ha trabajado en el modelado del recurso solar y en el desarrollo de tecnologías y estrategias que permitan optimizar su aprovechamiento como recurso renovable. Ha sido coautora de numerosos artículos científicos con índice de impacto reconocido (JCR) y ha participado en una decena de proyectos y/o contratos de investigación entre los que cabe destacar el Proyecto Europeo H2020 CLARA – Climate forecast enabled knowledge services.

    LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:

    • DISEÑO Y MODELADO DE HELIOSTATOS,
    • FOTOVOLTAICA: DIMENSIONAMIENTO Y MEJORAS TECNOLÓGICAS
    • MODELADO, EVALUACIÓN Y APROVECHAMIENTO DEL RECURSO SOLAR
    • AGRIVOLTAICA
  • Rafael López-Luque, Universidad de Córdoba

    Catedrático del Área de Física Aplicada. Inició su investigación en 1990 en las líneas de caracterización y uso óptimo de energía y agua en la agricultura. Paulatinamente se ha centrado en el uso de energía solar y sus aplicaciones prácticas. Ha participado en múltiples proyectos de investigación, tanto de financiación pública como empresariales. Es inventor en cuatro patentes y ha dirigido más de setenta Trabajos Fin de Carrera. También ha dirigido 13 Tesis Doctorales, con elevada tasa de éxito profesional para los doctorandos. Cuenta con más de 50 publicaciones indexadas JCR y una alta tas de citas ( h-index =19 según Scopus).

    LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:

    • DISEÑO Y MODELADO DE HELIOSTATOS
    • FOTOVOLTAICA: DIMENSIONAMIENTO Y MEJORAS TECNOLÓGICAS
    • RIEGO FOTOVOLTAICO
    • MODELADO, EVALUACIÓN Y APROVECHAMIENTO DEL RECURSO SOLAR
    • AGRIVOLTAICA
     

References

Amaducci, S., Yin, X., & Colauzzi, M. (2018). Agrivoltaic systems to optimise land use for electric energy production. Applied Energy, 220, 545–561. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.03.081

Bellone, Y., Croci, M., Impollonia, G., Nik Zad, A., Colauzzi, M., Campana, P. E., & Amaducci, S. (2024). Simulation-Based Decision Support for Agrivoltaic Systems. Applied Energy, 369, 123490. https://doi.org/10.1016/J.APENERGY.2024.123490

Mariscal, M. Orgaz, F & Villalobos, J. (2000). Modelling and measurement of radiation interception by olive canopies. Agricultural and Forest Meteorology, 100(2-3), 183–197 https://doi.org/10.1016/S0168-1923(99)00137-9

Renewable Energy Agency, I. (2021). RENEWABLE ENERGY STATISTICS 2021 STATISTIQUES D’ÉNERGIE RENOUVELABLE 2021 ESTADÍSTICAS DE ENERGÍA RENOVABLE 2021 About IRENA. www.irena.org

United Nations. (2025). World Population Prospects 2025. In Department of Economic and Social Affairs. World Population Prospects 2025

Varo-Martínez, M., Fernández-Ahumada, L. M., Ramírez-Faz, J. C., Ruiz-Jiménez, R., & López-Luque, R. (2024). Methodology for the estimation of cultivable space in photovoltaic installations with dual-axis trackers for their reconversion to agrivoltaic plants. Applied Energy, 361, 122952. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.

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Published

2026-09-01

Issue

No. 47 (2026)

Section

Computadores y Control

License

Copyright (c) 2026 Luis M. Fernández-Ahumada, Juan Serrano de la Haba, Marta Varo-Martinez, Rafael López-Luque

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