Por que os agrivoltaicos são a nova revolução agrícola industrial

A agricultura e a energia são dois dos setores mais essenciais do mundo moderno. Os alimentos que comemos e a eletricidade que consumimos são vitais para sustentar a vida e nos manter em movimento.

Conforme a disponibilidade de terra e as mudanças climáticas se tornam questões cada vez mais vitais, não surpreende que o uso efetivo do espaço tornou-se um tópico de discussão mais acalorado.

As fontes de energia renovável são formas cada vez mais viáveis de lidar com nossas necessidades futuras, conforme nos afastamos dos combustíveis fósseis. De acordo com um estudo do Departamento de Energia dos EUA intitulado “Solar Futures” (Futuros Solares, em tradução livre), “já é possível antever um futuro – e traçar um caminho até ele – em que a energia solar fornecerá 40% da eletricidade de todo o país até 2035”.

Mas com o alto custo da terra, onde ficarão essas fazendas de energia solar?

É aí que entram os agrivoltaicos. Uma abordagem que combina conjuntos fotovoltaicos com atividades agrícolas em um arranjo harmonioso. Eles possibilitam que os agricultores complementem a renda agrícola com produção de energia, ao mesmo tempo em que aumentam a oferta de energia renovável e limpa.

Vamos explorar as várias formas com as quais os agrivoltaicos podem coexistir de forma pacífica com outras atividades agrícolas – e as maneiras com as quais os painéis solares podem, inclusive, melhorar as colheitas.

O que são agrivoltaicos?

O termo agrivoltaico, também conhecido como agrofotovoltaico, agricultura agrivoltaica, agrisolar ou compartilhamento agrisolar, é definido pelo Departamento de Agricultura dos EUA como “o uso da terra para a agricultura e a geração de energia solar fotovoltaica”. Ao integrar painéis solares fotovoltaicos

com a produção agrícola, eles podem provar ser uma maneira efetiva de maximizar o uso de recursos e aumentar a produtividade agrícola.

Em um sistema agrivoltaico típico, painéis solares são usados para fornecer sombra para a plantação ou os animais embaixo deles: Enquanto os painéis capturam a luz solar e a convertem em eletricidade, a sombra contribui para um microclima mais favorável. As matrizes também reduzem o calor e a evaporação d’água excessivos, além de protegerem as plantas de condições climáticas extremas.

Há diversos tipos de sistemas agrivoltaicos, cada um projetado para condições diferentes de instalação e de campo.

1) Painéis fotovoltaicos montados no solo

Matrizes de energia solar montados no solo são o tipo de aplicação agrivoltaica mais comum. Ela é a abordagem mais simples, com painéis conectados em longas matrizes montadas em estruturas de aço. O espaço livre típico no solo varia de 20 cm (no lado baixo) a 3 m (no lado alto) à medida que os painéis se inclinam para captar o máximo de luz solar.

Pressupondo que haja espaço suficiente entre as matrizes para apoiar o crescimento de plantas, o sistema fotovoltaico montado no solo é compatível com diversos usos de campo, incluindo pasto para animais (também chamado de “pasto solar”), horticultura, apicultura e regeneração de biodiversidade.

2)  Painéis fotovoltaicos elevados

Matrizes agrisolares elevadas funcionam de maneira parecida às montadas no solo, com a exceção de que se cria uma altura adicional entre os painéis e o solo.

Este tipo de configuração é mais usado em áreas com menos terra disponível e cria espaço suficiente para plantas mais altas crescerem embaixo dos painéis, como vinhas, árvores frutíferas e cereais. Naturalmente, os custos de instalação são mais altos, mas os painéis elevados estão se tornando cada vez mais convencionais à medida que os agricultores procuram maximizar sua produtividade.

3) Instalação no telhado

Normalmente, este tipo de matriz de painéis solares é visto em telhados residenciais e comerciais por todo o mundo.

No contexto de uma fazenda, o sistema fotovoltaico para telhado pode ser instalado em cima de estufas ou outros prédios agrícolas, tornando possível a prática de horticultura, floricultura e aquacultura embaixo. Esta é uma opção especialmente útil quando instalada para compensar – ou cobrir – as necessidades de energia de uma estufa, além de ajudar a proteger o prédio contra danos relacionados ao clima e a insetos.

4)  Painéis fotovoltaicos flutuantes

O tipo menos comum na lista devido à sua maior complexidade, agrivoltaicos podem até mesmo ser instalados na água em uma matriz de painéis solares flutuantes. Isso possibilita que a prática da aquacultura continue embaixo e ao redor dos painéis, ou como uma forma de maximizar recursos hídricos subutilizados. Além disso, este tipo de arranjo pode reduzir a evaporação da água, retardar a proliferação de algas e diminuir a erosão de diques.

As diversas aplicações dos agrivoltaicos

Conforme vimos, os fotovoltaicos podem ser integrados com muitos tipos diferentes de atividades agrícolas. Contanto que a consideração adequada seja dada ao tipo de colheita, necessidades de luz solar e umidade e ciclos de manutenção, o cultivo agrivoltaico pode ser incorporado em:

• Campos de plantação ou colheitas de árvores
• Campos de pecuária
• Pesca e extensões de água usadas para aquacultura
• Estufas que produzem frutas, legumes e flores

Quais são os benefícios dos agrivoltaicos?

Os agrivoltaicos são projetados pensando em resultados positivos e geram diversos benefícios aos agricultores:

●  Fonte de renda adicional

A eletricidade gerada pelos agrivoltaicos pode ser usada tanto localmente quanto vendida na rede nacional. De qualquer forma, o agricultor se beneficia da economia de custos ou até mesmo de lucros,

diversificando as operações da fazenda e fornecendo proteção adicional contra perdas de colheita ou variações sazonais.

●  Maior eficiência no uso da terra

Tradicionalmente, a geração de energia solar e a agricultura podem ter sido vistas como concorrentes no uso da terra: com agrivoltaicos, elas se tornam complementares.

Na verdade, os agrivoltaicos podem aumentar a eficiência do uso da terra.

Vejamos um exemplo. Se um agricultor usa um campo para cultivar trigo e outro para instalar painéis solares, ambos poderão operar a 100% de eficiência. Se, por outro lado, os dois campos forem usados combinando uma plantação de trigo com um sistema de energia solar agrivoltaico, a produção geral será de 160% da produção original.

Como se pode ver, este tipo de uso duplo da terra elimina a concorrência entre projetos de energia renovável e a produção de alimentos, entregando uma produtividade geral máxima.

●  Proteção contra eventos climáticos extremos

Eventos climáticos extremos estão se tornando mais comuns, tornando as medidas de proteção importantes. Os sistemas fotovoltaicos podem proteger as plantações embaixo deles contra granizo e tempestades, além de fornecer sombra fresca para pastagens de animais. Esses efeitos aumentam a produção geral e reduzem a necessidade de comprar equipamentos adicionais para proteção contra eventos climáticos.

●  Redução da evaporação da água e preservação da água para irrigação

A sombra criada pelos painéis solares reduz de forma natural a evaporação da água do solo, ajudando a diminuir suas necessidades de irrigação. Dependendo do nível da sombra, você pode esperar economizar 14-29% da umidade do solo.

●  Maior rendimento das colheitas

Para determinados tipos de colheitas, o efeito de sombra dos painéis solares pode aumentar a qualidade e o rendimento ao reduzir o estresse causado pelo excesso de luz solar.

Em uma série de estudos, um tipo específico de pimenta teve um aumento de 150% da colheita, e tomates-cerejas registraram um aumento de rendimento de 90%. Contudo, o impacto real sobre o rendimento pode variar dependendo da temperatura do ar, da umidade, da localização e de outros fatores, é claro.

●  Utilização da terra menos produtiva

A geração de energia solar é muito mais adaptável do que as colheitas e não é afetada pelo tipo, nível de umidade e condição química do solo. Isso significa que você pode instalar sistemas fotovoltaicos para obter o máximo de uma terra que, de outra forma, seria improdutiva.

●  Flexibilidade aprimorada da fazenda

Ao utilizar a energia gerada localmente de um sistema fotovoltaico, torna-se possível instalar uma estufa no local mais conveniente da fazenda, em vez de restringi-la a locais próximos das linhas elétricas existentes.

●  Redução da pegada de carbono

Algumas atividades agrícolas exigem uma energia significativa para alimentar o maquinário e dispositivos de aquecimento, resfriamento ou controle do clima. Os agrivoltaicos podem ser usados como fonte de energia renovável, substituindo fontes de energia poluentes e reduzindo sua pegada de carbono.

●  Proteção da biodiversidade

Especialmente em climas áridos, foi verificado que nas áreas localizadas embaixo de painéis solares crescem mais grama, gerando um aumento de 90% na massa vegetal no final da estação. Isso contribui para uma biodiversidade mais saudável, especialmente quando os sistemas fotovoltaicos são projetados para atrair borboletas e abelhas.

O futuro dos agrivoltaicos

Evidentemente, a adoção de agrivoltaicos provavelmente aumentará, à medida que a disponibilidade de terras ficar mais rara e as demandas de energia aumentarem. Isso prenuncia uma série de prováveis evoluções para a tecnologia.

●  Controle pelo computador

Os sistemas fotovoltaicos mais recentes podem ser controlados remotamente e inclinados para maximizar a produção o ano todo. Os sistemas de controle modernos também tornam mais fácil identificar problemas de manutenção e manter as configurações de energia solar operando de forma ideal.

●  Microrredes inteligentes

Essencialmente, uma microrrede é uma rede elétrica independente que pode operar em isolamento da rede principal.

Microrredes inteligentes levam as coisas para um outro patamar, incorporando a gestão inteligente dos recursos de eletricidade para otimizar recursos, manter o armazenamento de energia exigido e monitorar a geração de energia em tempo real.

Agrivoltaicos: Emergentes ou emergidos?

Os agrivoltaicos podem levar diversas vantagens aos agricultores, às comunidades locais e ao nosso planeta.

A implantação efetiva exige um planejamento cuidadoso, como seguir os 5 Cs. No entanto, se feito corretamente, uma combinação harmoniosa de energia solar e agricultura pode aumentar a produção da fazenda, diversificar rendas e fornecer uma nova fonte de energia ecológica.

À medida que projetos de pesquisa continuam nos ajudando a refinar nossas abordagens e desenvolver melhores práticas, os agrivoltaicos parecem ser o futuro da agricultura.