A expansão da energia solar na Espanha e em grande parte da Europa levantou um dilema significativo: Como continuar a instalação de painéis fotovoltaicos sem destruir terras agrícolasEm territórios com abundância de terras disponíveis, como é o caso em grandes países fora da UE, o conflito é menor, mas em um país agrícola com terras limitadas como a Espanha, cada hectare conta.
Nos últimos anos, a agrivoltaica tem se tornado gradualmente um tema de discussão em debates técnicos, conferências do setor e programas de auxílio público, como... Uma forma realista de conciliar a agricultura e a geração fotovoltaica.A essa tendência somam-se novas tecnologias de painéis semitransparentes e designs específicos para plantações, que buscam minimizar o sombreamento sem sacrificar a competitividade na produção de eletricidade.
O que é agrivoltaica e por que é de tanto interesse para o campo espanhol?
Quando falamos de agrivoltaica, estamos nos referindo a sistemas que Eles combinam atividade agrícola e geração de energia solar na mesma superfície em jardins solaresNão se trata apenas de colocar painéis sobre o terreno, mas de projetar estruturas, densidades e tipos de painéis que permitam que a planta receba a luz, a água e a ventilação necessárias para produzir normalmente, ou até melhor.
Num contexto de metas climáticas cada vez mais exigentes — a União Europeia pretende que uma parte significativa da sua eletricidade provenha de fontes renováveis para alcançar a neutralidade carbónica até meados do século — a energia fotovoltaica tornou-se um componente central. A acentuada queda no preço dos painéis, impulsionada em grande parte pela sobreprodução asiática, facilitou a sua ampla implementação, mas também intensificou a pressão sobre a capacidade de produção. terras agrícolas, pecuárias e florestais.
Assim, a agrivoltaica começa a ser vista como uma espécie de "ponto de encontro" entre dois mundos que até recentemente eram percebidos como estando em conflito: segurança alimentar e a transição energéticaExperiências na Espanha mostram que, quando bem projetada, a instalação de painéis pode proteger as plantações do excesso de radiação, ajudar a economizar água e proporcionar uma fonte extra de renda para os agricultores.
Além disso, em regiões com crescente estresse hídrico e ondas de calor mais frequentes, essa tecnologia está sendo valorizada como ferramenta de adaptação às mudanças climáticasalém de seu papel na redução das emissões.
O principal desafio técnico: a sombra nas plantações.
O principal obstáculo para os sistemas fotovoltaicos convencionais em campo é fácil de entender: Os painéis projetam sombra, e nem todas as culturas a toleram da mesma forma.Se a planta recebe menos radiação do que necessita, sua capacidade de fotossíntese diminui e, com ela, sua produtividade.
Os primeiros testes de voltagem agrícola focaram no ajuste da altura, espaçamento e inclinação dos painéis para criar sombra parcial, bem como na seleção de culturas relativamente tolerantes a condições de luz filtrada. Além disso, painéis bifaciais, capazes de aproveitar a luz refletida do solo, começaram a ser testados, embora isso não tenha resolvido completamente o dilema entre produção solar e acesso à luz para a colheita.
A chave é encontrar um equilibrar onde as plantas têm luz suficiente para a fotossíntese, enquanto o sistema fotovoltaico mantém um retorno razoável do investimento. É aí que entra o desenvolvimento de materiais e designs específicos, como painéis semitransparentes ou com seletividade de comprimento de onda.
Diversos estudos concordam com um limite de referência: A maioria das culturas agrícolas requer cerca de 60% de transmissão de luz útil. para manter seu desempenho normal. Abaixo desse valor, as perdas de desempenho aumentam drasticamente; acima dele, a integração com sistemas fotovoltaicos é mais promissora.
Proposta da Universidade de Jaén: Painéis semitransparentes RearCPVbif
Neste contexto, uma equipa da Universidade de Jaen apresentou uma solução que busca abordar o problema desde o próprio projeto do painel. Sua proposta se baseia em uma nova geração de módulos fotovoltaicos semitransparentes capazes de Gerar eletricidade, permitindo ao mesmo tempo a passagem da luz necessária para as plantações..
O estudo, publicado na plataforma científica Science Direct, analisa a tecnologia a partir de dois parâmetros fundamentais: o transmitância visível média e pela transmitância fotossintética médiaNa prática, esses indicadores medem qual a porcentagem da radiação útil para as plantas que chega ao outro lado do painel, após passar pelo material e pelas células solares.
A inovação apresentada está incorporada em um sistema denominado como RearCPVbif (Fotovoltaico bifacial de concentração traseira)Essa tecnologia pertence à família dos painéis fotovoltaicos semitransparentes (STPVs), mas com uma abordagem única. Ao contrário de outras soluções que simplesmente criam espaços ou reduzem a densidade das células, essa tecnologia integra... concentradores ópticos na parte traseira do módulo.
Em termos simples, a luz que não é usada diretamente na parte frontal do painel é redirecionada para a parte traseira das células bifaciais, aumentando a produção de eletricidade sem comprometer a transparência. Os pesquisadores enfatizam que seu projeto Atinge cerca de 60% de transparência óptica., um valor compatível com o ciclo de fotossíntese da maioria das culturas hortícolas.
Transparência, eficiência e temperatura: o delicado equilíbrio.
A linha de pesquisa da Universidade de Jaén difere de outras abordagens "transparentes" que a indústria tem avaliado nos últimos anos. Por um lado, existem painéis não seletivos em relação ao comprimento de onda, que Elas absorvem grande parte do espectro solar. Eles reduzem a cor do material ou inserem espaços entre as células para aumentar a transparência. O problema é que essa transparência costuma ser insuficiente para as plantações.
No outro extremo estão os painéis seletivos, que Eles absorvem preferencialmente radiação ultravioleta e infravermelha próxima.Isso permite a passagem de uma fração maior da luz visível, que é o que as plantas mais precisam. Esses tipos de soluções oferecem uma base mais adequada para a agrivoltaica, embora sua implantação industrial ainda esteja em desenvolvimento.
A proposta RearCPVbif baseia-se precisamente nessa lógica seletiva, mas acrescenta o uso de concentradores ópticos traseiros para maximizar a energia disponível sem escurecer o ambiente das plantações. De acordo com a equipe liderada pelos pesquisadores Álvaro Varela-Albacete e Eduardo Fernández, A tecnologia STPV atual é subutilizada. e pode apresentar um desempenho muito melhor em aplicações agrícolas quando combinado com esse tipo de concentrador.
Outro aspecto que os autores levaram em consideração cuidadosamente é o comportamento térmico do sistema. Uma das preocupações comuns ao instalar telhados fotovoltaicos sobre plantações é o risco de gerar um superaquecimento. efeito estufa indesejadoalterando o microclima sob os painéis. Nos testes realizados, a temperatura da célula permaneceu abaixo de 70°C, um importante ponto de referência para evitar impactos negativos no ambiente imediato.
Esses tipos de limites de temperatura contribuem para o desempenho das estruturas agrivoltaicas. não se transformem em telhados que retêm calor. excessivamente, algo especialmente sensível em áreas que já são quentes e têm pouca disponibilidade de água.
Do laboratório ao campo: testes em culturas reais e foco na horticultura intensiva.
Um dos pontos fortes desse desenvolvimento é que Isso já despertou o interesse de empresas e organizações do setor.Os pesquisadores confirmaram contatos com diversas entidades para acelerar tanto a produção em escala industrial dos módulos quanto sua integração em operações reais.
O roteiro agora inclui campanhas de testes em culturas comerciais, onde não apenas a geração de eletricidade será avaliada, mas também parâmetros agronômicos essenciais: produtividade, qualidade do produto, necessidades de irrigação, temperatura e umidade do solo, entre outros. O objetivo é obter dados sólidos que permitam Ajuste o projeto às necessidades específicas de cada cultura e região..
Regiões como AlmeríaEssas áreas, caracterizadas pela horticultura intensiva em estufas e pela crescente implantação de sistemas fotovoltaicos, estão se consolidando como cenários ideais para esse tipo de tecnologia. Nelas, a coexistência de grandes áreas de cultivo agrícola em plástico e campos solares abre caminho para modelos híbridos, nos quais partes dos telhados ou estruturas podem desempenhar funções duplas.
Se os testes confirmarem os resultados preliminares, a agrivoltaica com painéis semitransparentes poderá se tornar uma ferramenta decisiva para O chamado "mar de plástico" coexiste com um verdadeiro "mar de painéis".sem comprometer a produção hortícola.
Experiências e dados na Espanha: de Múrcia aos vinhedos e olivais.
Além da pesquisa de materiais, a Espanha está começando a acumular Experiências práticas que demonstram a viabilidade da agrivoltaica. em condições reais. Uma das regiões onde se observam os maiores progressos é a Região de Múrcia, com uma agricultura altamente tecnológica e mais de 3.300 horas de sol por ano.
Na Universidade de Murcia e em diversos centros de pesquisa, foram apresentados resultados que apontam para benefícios tanto agronômicos quanto econômicos. Durante conferências especializadas, a União Espanhola de Energia Fotovoltaica (UNEF) reuniu pesquisadores, agências governamentais e empresas para analisar como esses modelos podem ser aplicados. Elas proporcionam renda adicional ao agricultor. sem obrigá-lo a abandonar sua atividade principal.
Ensaios realizados em culturas de sequeiro, bem como em vinhedos e olivais, mostram que a colocação estratégica de painéis pode reduzir a evapotranspiração em até 30%Para melhor controlar a perda de água do solo e proteger as culturas contra episódios de calor extremo. Tudo isso sem reduzir, e até mesmo aumentando, a produtividade sob certas condições de estresse climático.
Em vinhedos-piloto, por exemplo, os painéis foram integrados sem afetar a produção de uvas ou a qualidade do vinho, ao mesmo tempo que alcançavam maior retenção de umidade no soloEm olivais, alguns estudos relatam aumentos de produção em torno de 5%, além de uma melhor resposta da cultura às condições climáticas adversas, algo fundamental para regiões altamente dependentes de olivais.
Em paralelo, a administração central está trabalhando em critérios específicos para garantir que, nesses projetos, A atividade agrícola continua sendo uma prioridade e compatível com a PAC.Essa segurança jurídica é essencial para incentivar cooperativas e agricultores individuais a investirem em soluções agrivoltaicas sem medo de perderem o auxílio europeu.
Múrcia como laboratório: projetos agrivoltaicos em estufas e parcelas experimentais
O governo regional de Múrcia deu mais um passo ao promover explicitamente o Energia agrivoltaica como ferramenta para otimizar o uso da terra agrícolaO Ministério do Meio Ambiente, Universidades, Pesquisa e Mar Menor destacou o potencial dessa tecnologia em uma comunidade com alta radiação solar e agricultura irrigada altamente desenvolvida.
O Instituto Murciano de Investigação e Desenvolvimento Agrícola e Ambiental (IMIDA) coordena vários projetos pioneiros. Um deles, localizado em La Alberca, centra-se na horticultura em estufaOs resultados iniciais apontam para aumentos de produtividade que, de acordo com os ensaios, variam entre 20% e 60%, dependendo da cultura e do projeto da instalação.
Os painéis não apenas fornecem energia para a operação, mas também Elas reduzem o estresse térmico e de radiação nas plantas.Isso abre caminho para a introdução de culturas que antes eram difíceis de cultivar em climas semiáridos. A sombra parcial ajuda a moderar os picos de temperatura e a aproveitar melhor a água disponível.
Outro projeto notável é aquele chamado PS Agrovoltaica, instalada no Centro de Demonstração e Transferência Agrícola El Mirador (CDTA) em San Javier. Trata-se de uma infraestrutura experimental de aproximadamente 36 quilowatts que combina rastreadores solares, módulos opacos e painéis semitransparentes, juntamente com uma zona de controle sem instalação fotovoltaica.
Essa configuração permite o monitoramento detalhado dos parâmetros ambientais e de produção, além de possibilitar a comparação de como a altura, a orientação, o tipo de painel e a densidade da estrutura influenciam o microclima e o desempenho da cultura. Os dados gerados servem como referência para Desenvolver sistemas replicáveis para outras explorações agrícolas em Múrcia e regiões com condições semelhantes..
Apoio institucional e auxílio público para projetos agrivoltaicos
A implantação da energia agrivoltaica na Espanha não pode ser explicada apenas por interesses técnicos ou agronômicos: A ajuda pública desempenha um papel importante. Para acelerar os investimentos e reduzir os riscos para os agricultores, o Instituto para a Diversificação e Poupança de Energia (IDAE) lançou vários concursos específicos para projetos inovadores de energias renováveis.
Em uma das linhas de financiamento mais recentes destinadas a energias renováveis inovadoras, o IDAE atribuiu 148,5 milhões de euros para 199 projetosMuitos desses projetos estão relacionados a soluções agrivoltaicas com armazenamento de energia. Desse montante, aproximadamente 77,1 milhões de euros estão concentrados em 62 projetos diretamente ligados a propriedades agrícolas com culturas arbóreas e hortícolas.
Em paralelo, mais de 87 milhões de euros foram alocados a um grupo de 73 iniciativas que combinam agrivoltaica e fotovoltaica flutuanteCom uma capacidade instalada superior a 160 MWp e mais de 180 MWh de armazenamento associado, estes investimentos, financiados em grande parte por fundos do Plano de Recuperação Europeu, visam demonstrar a viabilidade técnica e económica de modelos híbridos de utilização do solo e da água.
Cooperativas agrícolas enfatizam que a agrivoltaica pode funcionar como Complemento de renda para agricultores com rendimentos reduzidos ou pensões baixas.Vale lembrar que a energia fotovoltaica já desempenhava um papel estabilizador para muitos profissionais no final da década de 2000. Agora, o contexto de preços de energia voláteis e pressões climáticas está tornando essas soluções atraentes novamente.
O Ministério da Transição Ecológica e do Desafio Demográfico (MITECO) insiste que a implementação deve ser realizada garantindo a primazia da atividade agrícola e Garantir a compatibilidade regulamentar com a PACEsta linha de trabalho, juntamente com o desenvolvimento de mapas nacionais de iniciativas e guias técnicos, procura proporcionar segurança àqueles que consideram dar o salto para a agrivoltaica.
Benefícios mensuráveis: água, microclima e novos modelos econômicos rurais.
Dados de ensaios clínicos na Espanha e em outros contextos comparáveis apontam para uma série de vantagens recorrentes. Uma das mais frequentemente citadas é a gestão hídrica aprimoradaA sombra parcial gerada pelos painéis reduz a evapotranspiração e, portanto, a quantidade de água que as plantas perdem por meio do calor e da radiação.
Em sistemas de irrigação, os painéis fotovoltaicos flutuantes instalados em plataformas também oferecem benefícios adicionais: ao cobrir parcialmente a superfície, Reduz a evaporação e ajuda a controlar o crescimento de algas.Esses são problemas comuns em climas quentes. Ao mesmo tempo, a energia produzida no local facilita a eletrificação de bombas e sistemas de irrigação mais eficientes.
Do ponto de vista climático, a combinação de sombra e ventilação sob estruturas fotovoltaicas contribui para para aliviar ondas de calor extremasIsso é particularmente relevante em um cenário de verões cada vez mais longos e secos. Em algumas culturas, pesquisadores observaram menor incidência de estresse térmico e desempenho mais estável durante ondas de calor.
Tudo isso se traduz em oportunidades econômicas para as áreas rurais. A agrivoltaica não só gera eletricidade que pode ser usada para autoconsumo ou vendida à rede, como também Isso abre caminho para novos modelos de negócios e cooperação entre agricultores e empresas de energia.Em áreas com risco de abandono agrícola, esses tipos de projetos são vistos como uma forma de manter a atividade e o emprego.
O CEO da UNEF insistiu que "não há dicotomia entre agricultura e energia fotovoltaica" se o uso da terra for planejado adequadamente, observando que a maior parte das terras agrícolas continuará sendo dedicada exclusivamente à produção de alimentos. O desafio, em sua opinião, reside em aproveitar ao máximo a pequena porcentagem destinada à agrivoltaica. servir como exemplo de coexistência entre ambos os usos.
O desenvolvimento da agrivoltaica na Espanha e em outros países europeus começa a demonstrar que a escolha entre painéis solares e culturas agrícolas não é inevitável: com tecnologias como os painéis semitransparentes RearCPVbif, ensaios agronômicos bem planejados e um quadro de auxílios e regulamentações que prioriza a atividade agrícola, isso é possível. Produzir energia limpa e alimentos na mesma terra, melhorar a resiliência às mudanças climáticas e oferecer uma nova fonte de renda para as áreas rurais. sem sacrificar sua função essencial na cadeia alimentar.
