Maior
rendimento da terra, economia e utilização mais eficiente dos recursos,
possibilidade de dar nova vida a terrenos abandonados: são muitas as vantagens,
para o mundo agrícola, da sinergia entre a agricultura e os sistemas
fotovoltaicos no terreno.
Sombreamento
Agrivoltaico:
Vantagens:
Redução
de emissões de gases de efeito estufa no setor agrícola.
Uso
otimizado do solo, com benefícios para a biodiversidade.
Proteção
de culturas em regiões quentes, reduzindo a temperatura e a evaporação.
Potencial
para autoconsumo fotovoltaico, com necessidade energética da exploração
atendida pela energia gerada.
Geração
de receita adicional para os agricultores.
Desvantagens:
Perdas
de eficiência na geração de energia devido ao sombreamento dos painéis.
O
sombreamento pode reduzir a corrente elétrica e a produção de energia de todo o
sistema fotovoltaico.
Possibilidade
de formação de "hotspots" em células sombreadas, causando danos
permanentes.
Campos
de Sol Pleno:
Vantagens:
Potencial
para maior produção de energia solar devido à exposição direta à luz solar.
Menor
risco de sombreamento e seus efeitos negativos na geração de energia.
Desvantagens:
Menos
vantagens para a agricultura, como proteção de culturas e uso otimizado do
solo.
Menor
potencial para autoconsumo e geração de receita adicional para os agricultores.
Considerações
adicionais:
A
escolha entre sistemas agrivoltaicos e campos de sol pleno depende das
necessidades e prioridades de cada projeto, como a produção de energia, a
agricultura e a sustentabilidade.
Estudos
têm demonstrado que a variabilidade climática pode afetar a produção agrícola
em sistemas agrivoltaicos, destacando a importância de estudos a longo prazo.
O
sombreamento em sistemas fotovoltaicos pode ser mitigado com o uso de
tecnologias como diodos de bypass e otimização do projeto.
Um estudo conduzido no mais antigo local de pesquisa agrovoltaica dos Estados Unidos descobriu que a variabilidade climática ano a ano afeta a produção agrícola agrovoltaica, enfatizando a importância da realização de estudos ao longo de vários anos.
Os cultivos a pleno sol em comparação com os agrovoltaicos rendem diferentes produções agrícolas, dependendo do clima e demonstram a necessidade de garantir estudos controlados de vários anos à medida que o segmento continua a amadurecer, é o que afirma uma pesquisa do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) e da Universidade de Massachusetts Amherst.
As
culturas têm respostas diferentes a várias configurações solares e climas. O
estudo examinou o impacto da adição de espaço entre os painéis solares
adjacentes em um sistema de inclinação fixa durante três estações de cultivo de
verão em Massachusetts. Em vez de cultivar culturas no espaçamento entre as
linhas, os pesquisadores se concentraram em cultivar a terra sob as fileiras e
barras transversais do painel solar para que pudessem avaliar o desempenho da
cultura em uma área mais sombreada e potencialmente subutilizada. Isso os
ajudou a avaliar se a terra arável disponível em um sistema agrovoltaico com
espaçamento entre os painéis pode ser totalmente utilizada cultivando essa
área.
Os
pesquisadores procuraram abordar duas questões:
-
Como o rendimento das culturas a pleno sol em comparação a cultivos
agrovoltaicos varia sob padrões climáticos sazonais diferentes?
- Existe um impacto claro e consistente do espaçamento entre painéis na produção agrícola?
Layout de plantio de culturas, mostrando as quatro culturas cultivadas em fileiras paralelas sob as duas fileiras de painéis fotovoltaicos. A área sob cada réplica de espaçamento entre painéis é subdividida em três bancos de teste para medir os rendimentos.
Imagem: Laboratório Nacional
de Energia Renovável (NREL) e da Universidade de Massachusetts Amherst
Os pesquisadores encontraram
diferenças “significativas” ano a ano entre os rendimentos das culturas em
sistemas agrovoltaicos versus campos de controle. Os campos agrovoltaicos e de
sol pleno produziram rendimentos iguais em um ano quente e seco, enquanto os
canteiros de controle de sol pleno produziram rendimentos mais vendáveis para
todas as quatro safras durante um ano quente e úmido. Para a acelga, o grupo
controle solar total durante um dos anos teve uma produtividade maior do que os
dos tratamentos agrovoltaicos, tanto para o número de folhas colhidas quanto
para a massa fresca por folha. No entanto, nos outros dois anos, os
pesquisadores disseram que não encontraram diferença significativa.
A variabilidade nesses
resultados agrícolas demonstra a necessidade de mais estudos plurianuais para
garantir impactos agrovoltaicos precisos, segundo o estudo.
No entanto, eles também
observaram que os agrovoltaicos podem ser usados lado a lado com os rendimentos
de pleno sol como proteção contra a variabilidade climática em um único local
se a variabilidade climática aumentar com as mudanças climáticas.
“Ter campos agrovoltaicos e
de sol pleno disponíveis oferece aos agricultores opções para modificar sua
estratégia de cultivo com base em previsões sazonais ou mudanças ao longo do
tempo, além da renda adicional e/ou segurança energética do painel
fotovoltaico”, disse o estudo.
A pesquisa também descobriu
que os diferentes espaçamentos entre painéis impactaram o rendimento das
culturas, dependendo do tipo de cultura e do ano climático. A única cultura com
uma relação consistente entre o espaçamento entre painéis e o rendimento em
todos os três anos foi a couve, que teve uma relação linear significativa entre
o espaçamento entre painéis e o número de folhas a serem colhidas por planta.
Os pesquisadores também disseram que os impactos do espaçamento entre os
painéis variam, dados outros parâmetros-chave do projeto, como a altura da
barra transversal ou do tubo de torque e o sistema de estantes, bem como o
layout de plantio da cultura.
|
Taxa de cobertura solo (GCR) para cada espaçamento
entre painéis |
||||
|
Espaçamento entre painéis |
0,6 m |
0,9 m acima nível do mar |
1,2 m |
1,5 m |
|
GCRIPS (passo de 11 m) |
0.2 m |
0.17 m |
0.16 m |
0.14 m |
|
GCRIPS (passo de 5 m) |
0.42 m |
0.38 m |
0.34 m |
0.31 m |
Os experimentos foram
conduzidos na fazenda de Pesquisa de Culturas e Animais da Universidade de
Massachusetts, o exemplo mais antigo de agrovoltaica nos Estados Unidos, de
acordo com a AgriSolar Clearinghouse. Desde 2016, a matriz tem sido usada para
pesquisas agrícolas, incluindo três rodadas de pesquisa do projeto InSpire dos
Laboratórios Nacionais de Energia Renovável.
O campo agrovoltaico está
crescendo. “Enquanto o campo amadurece, é provável que vejamos mais
padronização à medida que os desenvolvedores de energia solar e os agricultores
convergem para projetos que sejam econômicos e compatíveis com as operações
agrícolas, características que muitas vezes funcionam umas contra as outras”,
disse o estudo.
A InSpire também realizou
recentemente o primeiro censo de pastagem solar, a primeira vez que um esforço
amplamente organizado foi dedicado a capturar todo o escopo e escala da
pastagem solar nos Estados Unidos.
Uma pesquisa semelhante na
Universidade Estadual de Iowa evem examinando como as diferentes alturas e
designs dos painéis afetam a produção agrícola. Os resultados preliminares
descobriram que a abóbora e os pimentões produziram melhor quando cultivados em
torno de painéis solares de inclinação fixa, enquanto os brócolis cresceram
melhor na parcela de controle. (pv-magazine-brasil)
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