Agricultura com painéis solares pode aumentar a produtividade em mais de 60%

Da Agência Ambiente Energia* – Até agora, a área cultivada era designada para fotovoltaica ou fotossíntese, ou seja, para gerar eletricidade ou cultivar. Um projeto piloto agrofotovoltaico (APV) perto do Lago de Constança, no entanto, demonstrou que ambos os usos são compatíveis. O uso duplo da terra é eficiente em termos de recursos, reduz a concorrência pela terra e, adicionalmente, abre uma nova fonte de renda para os agricultores. Por um ano, o maior sistema APV na Alemanha está sendo testado na cooperativa agrícola Demeter Heggelbach.

No projeto de demonstração “Agrofotovoltaico – Uso de Terra Eficiente de Recursos” (APV-Resola) “liderado pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar ISE, os módulos solares para produção de eletricidade estão instalados diretamente acima de culturas que cobrem uma área de um terceiro hectare. Agora, a primeira colheita solar de energia e produção foi coletada em ambos os níveis.

“A agrofotovoltaica (APV) tem potencial para abrir novos espaços que são urgentemente necessários para a expansão do PV na Alemanha. Ao mesmo tempo, a APV pode mitigar os interesses conflitantes entre a agricultura e os sistemas fotovoltaicos de espaço aberto para terras viáveis. Antes da disponibilidade do mercado, no entanto, outros setores e sistemas de tamanho diferente ainda precisam ser testados. Além disso, a integração técnica deve ser avançada, por exemplo, a implementação do armazenamento”, observa o Prof. Hans-Martin Henning, Diretor do Instituto do Fraunhofer ISE.

O trigo de inverno, as batatas, o celeríaco e o trevo foram as primeiras culturas a serem testadas. A orientação sudoeste e a distância extra entre as linhas de cinco metros de altura dos módulos fotovoltaicos de vidro vidro bifacial garantiram que as culturas estavam expostas à radiação solar uniforme.

O sombreamento do módulo solar reduz o rendimento das culturas, mas o saldo total é positivo

Os resultados da primeira colheita foram, na sua maioria, promissores. “O rendimento de capim do capim do trevo na plataforma fotovoltaica foi apenas 5,3 % menos do que o plano de referência”, informa o Prof. Petera Högy, especialista em agricultura da Universidade de Hohenheim. As perdas de rendimento para batatas, trigo e celíacos são entre 18 a 19% e, portanto, um pouco maior “.

“Do ponto de vista da ciência agrícola, a agrofotovoltaica é uma solução promissora para aumentar a eficiência do uso da terra e a parcela de energia renovável fornecida pelo setor agrícola”, ressalta a Prof. Iris Lewandowski, Chefe do Departamento de Produtos Biobased e Culturas Energéticas, Universidade de Hohenheim.

Os especialistas concordam que, no entanto, é importante reunir mais experiência nos próximos anos e analisar outras culturas antes de chegar a conclusões finais.

Arranjo solar tem produção acima da média

Os módulos solares bifaciais 720 produzem eletricidade solar não apenas na parte da frente, mas também na parte de trás dos módulos fotovoltaicos com radiação solar refletida pelos arredores. Sob condições ambientais favoráveis, por exemplo, cobertura de neve, um rendimento de eletricidade adicional de vinte e cinco por cento pode ser alcançado. Do ponto de vista energético, o princípio da dupla utilização da agrofotovoltaica é muito mais eficiente do que apenas plantar culturas energéticas, contabilizando, afinal, 18 por cento do uso da terra agrícola na Alemanha.

Com uma potência instalada de 194 quilowatts, a matriz fotovoltaica pode fornecer 62 casas de quatro pessoas com eletricidade. Nos primeiros doze meses, a matriz produziu eletricidade de 1266 quilowatts-hora por quilowatt instalado, um terço do que o valor médio de 950 kWh / kW na Alemanha.

A produção de energia do campo experimental corresponde bem à carga de fazenda diária. Cerca de 40% da eletricidade produzida na fazenda foi usada diretamente para carregar os veículos elétricos e processar as colheitas colhidas. 

No verão, a demanda de carga poderia ser quase completamente atendida pelo sistema fotovoltaico. Thomas Schmid e os outros agricultores de Demeter pretendem aumentar o seu autoconsumo até 70 por cento, otimizando o comportamento de consumo e instalando um sistema de armazenamento de eletricidade.

A eletricidade PV excedente é alimentada na Elektrizitätswerke Schönau, uma empresa de serviços elétricos com base em energia 100% renovável e parceira no projeto.

A eletricidade produzida pela planta Agrofotovoltaico é tanto auto-consumida quanto alimentada na rede.

 Projeto Agrofotovoltaico – Uso de Terra Eficiente de Recursos (APV Resola)

Uma vez que a ideia da agrofotovoltaica foi iniciada pela primeira vez pelo Prof. Adolf Goetzberger, que fundou o Fraunhofer ISE em 1981, várias grandes instalações APV foram instaladas em todo o mundo. Por outro lado, apenas algumas dessas plantas APV são designadas como sites de pesquisa. 

No projeto “APV Resola”, os pesquisadores estão investigando os aspectos econômicos, técnicos, societários e ecológicos da tecnologia em uma planta piloto em condições reais pela primeira vez. O projeto de pesquisa é apoiado por fundos do Ministério Federal Alemão da Educação e Pesquisa (BMBF) e da Pesquisa para o Desenvolvimento Sustentável (FONA).

O objetivo do projeto é desenvolver a tecnologia do sistema APV em um produto pronto para o mercado. “Para fornecer a prova de conceito necessária antes da entrada no mercado, precisamos comparar outras aplicações técnico-econômicas da APV, demonstrar a transferibilidade para outras áreas regionais e também realizar sistemas maiores”, explica Stephan Schindele. 

Por exemplo, diferentes aplicações possíveis devem ser exploradas em combinação com frutas, frutos do mar, lúpulo e lavouras e com as várias tecnologias, tais como armazenamento de energia, filmes especiais com células solares orgânicas e sistemas de tratamento de água solar fotovoltaica.

“Além do investimento da indústria e da política de pesquisa, as medidas políticas apropriadas que apoiam a tecnologia são de vital importância para uma entrada bem sucedida no mercado”, acrescenta Stephan Schindele. Já em 2014, Fraunhofer ISE e Wuppertal Institute.

*Com informações do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar