Os sistemas Agrovoltaicos são mais do que apenas uma palavra da moda usada para aumentar os bons sentimentos sobre a energia solar fotovoltaica. Muitas realizações práticas se cruzam com o uso da terra para geração de energia fotovoltaica e agricultura. Há vantagens para os desenvolvedores de energia solar capitalizarem, bem como contribuir para práticas ecológicas saudáveis.
A competição pela terra está se tornando mais intensa. As paisagens pastoris são ideais tanto para a produção solar quanto para o cultivo de plantas, colocando grandes projetos solares em concorrência direta com os agricultores de plantas e animais que historicamente possuem e administram a terra.
Explorar possibilidades para permitir que o mesmo terreno hospede estruturas solares fotovoltaicas e plantas cultivadas pode levar a resultados positivos, incluindo:
- Criar ou impulsionar ecossistemas locais
- Abastecer o mercado de trabalho local nas comunidades rurais
- Ajudar a resolver a escassez de alimentos projetada
- Apoiar a conservação da água
- Complementar e estabilizar os rendimentos dos agricultores
O que são Sistemas Agrovoltaicos?
O conceito de co-desenvolvimento de terras para produção de energia solar fotovoltaica e culturas alimentares ou outras plantas remonta a 1981. O primeiro protótipo foi desenvolvido no Japão em 2004 e o termo agrovoltaico provavelmente foi publicado pela primeira vez em 2011. Uma década depois, existem projetos agrovoltaicos de diferentes escalas em todo o mundo.
Em vez de usar cascalho ou pavimentar o solo sob painéis solares, esses projetos duplos têm gramíneas, plantas polinizadoras ou culturas alimentares abaixo. Os módulos fotovoltaicos funcionam de forma ideal em um ambiente ensolarado e fresco. A vida vegetal naturalmente retém e libera vapor de água no ar circundante, que o resfria. Esse arranjo harmonioso significa que os módulos têm melhor desempenho e a vida da planta certa pode crescer melhor, parcialmente sombreada por essas estruturas tecnológicas.
Diferentes países experimentam categorias de culturas e sua capacidade de prosperar sob painéis solares. Nem todas as plantas se dão bem sob os módulos, mas algumas espécies realmente prosperam em sombra parcial, e outras podem ser plantadas sob rastreadores solares estrategicamente espaçados.
Em locais nos EUA, alface e outras folhas verdes, pimentas, ervilhas e muitas outras culturas estão sendo cultivadas. Um estudo mostrou que mesmo o milho tipicamente intolerante à sombra cresce bem abaixo dos rastreadores e módulos solares fotovoltaicos. Na França, os experimentos de cultivo de uvas em vinhedos agrovoltaicos não apenas foram bem-sucedidos, mas exigiram menos rega, pois as uvas foram capazes de reter a umidade na sombra. Os campos agrovoltaicos japoneses cultivam ginseng e coentro famintos por sombra.
Projetos de vários tamanhos e composições abrangem toda a Europa, Ásia, Américas e Austrália. Organizações na China e na Austrália estão até usando práticas agrovoltaicas para combater a seca e a desertificação.
Como o Agrovoltaico funciona em todos os lugares
Em vez de ameaçar o sustento de um agricultor, a geração solar fotovoltaica pode oferecer renda adicional aos agricultores que arrendam suas terras e/ou vendem a energia produzida. Isso pode suavizar as flutuações na renda devido à imprevisibilidade do clima, à qual os agricultores estão normalmente sujeitos.
Um estudo modelou um aumento de valor econômico de 30% para terras agrícolas que utilizam culturas agrovoltaicas em relação a culturas convencionais. Outro mostrou que poderia aumentar a eficiência do uso da terra em 60 a 70%.
A sombra fornecida pelos módulos solares pode realmente estabelecer um novo microclima que apóia e sustenta o ecossistema local por meio da polinização e retenção de água.
Gramíneas, flores silvestres e outras culturas que não produzem alimentos diretamente oferecem um refúgio para polinizadores, como borboletas, abelhas e pássaros. Os polinizadores são responsáveis por cerca de 35% da oferta mundial de alimentos e correm o risco de declínio ou extinção à medida que os habitats se tornam mais escassos, entre outros desafios.
O sombreamento dos módulos solares suporta a retenção de água no solo e reduz o uso de água através da menor necessidade de irrigação. Um estudo do NREL mostrou aumentos de eficiência hídrica de mais de 150% e até duplicar ou triplicar a produção de frutas por meio de práticas agrovoltaicas.
Como os rastreadores e desenvolvedores solares desempenham seu papel
Os sistemas de rastreamento solar de eixo único podem não apenas otimizar a quantidade de luz solar que os módulos absorvem ao longo do dia, mas seu movimento também pode permitir mais luz solar nas plantas abaixo deles (em comparação com os sistemas de inclinação fixa). Eles também podem proteger as plantações durante tempestades de granizo.
É claro que nem todas as usinas podem hospedar um Jardim do Éden agrícola sob seus painéis, mas fazê-lo, quando possível, pode ajudar a compensar o impacto ecológico (já comparativamente mínimo) das plantas de energia solar fotovoltaica onde cimento ou cascalho são usados.
Desenvolvedores e investidores solares podem selecionar “brownfields”, lotes de terra desenvolvidos, vagos ou abandonados, para projetos. Isso não apenas apoia os ecossistemas em locais anteriormente secos e sem vida, mas também pode estimular a economia da região por meio do emprego de trabalhadores locais.
Array Technologies e o Agrovoltaico
A arquitetura do DuraTrackⓇ Hz3 o torna uma opção mais amigável para a vida vegetal abaixo dele, com uma quantidade mínima de sombreamento e uma taxa de cobertura do solo flexível. Além disso, o SmarTrackTM elimina o backtracking e, portanto, reduz o sombreamento contra os módulos. Isso faz com que seja uma boa opção para projetos que usem uma variedade maior de espécies de plantas, além de garantir que a produção de energia ainda seja otimizada de forma consistente.
A estrutura altamente adaptável do DuraTrack o torna ideal em diferentes tipos de terreno. Dependendo da configuração do terreno que hospeda a estrutura, ela também pode ser instalada em diferentes alturas, o que também influencia na quantidade de luz que atinge o solo.
A RP Construction Services Inc. (RPCS) instalou recentemente rastreadores DuraTrack no primeiro projeto de uso duplo em Monson, Massachusetts. O local, chamado Million Little Sunbeams, foi projetado com espaçamento de 6 metros em uma altura de 3 metros para permitir que a luz do sol alcance as plantações abaixo e para acesso de tratores.
O Agrivoltaico ajuda a resolver vários problemas de uma só vez
A combinação de engenharia e práticas ecológicas inteligentes pode alinhar ainda mais a tecnologia usada para criar formas mais limpas de energia com a agricultura. Do ponto de vista prático, ajuda a resolver alguns dos maiores problemas do mundo e mitiga a trajetória competitiva da “fazenda solar” versus “plantação de alimentos”.
Do ponto de vista filosófico, essas soluções alimentam a vida de mais de uma maneira, apoiando os principais sistemas envolvidos tanto na produção de alimentos de que precisamos para a vida quanto na produção da energia de que precisamos para vivê-la, coexistindo lindamente. Para uma visão mais aprofundada das possibilidades dos sistemas agrovoltaicos e do papel da Array nestes projetos, baixe este white paper: Energia Solar + Agricultura: Práticas e Sinergias do Agrovoltaico do nosso parceiro RPCS.
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