Um novo estudo realizado no sul de Ontário, no Canadá, demonstra a eficácia de estufas agrivoltaicas para a produção de tomates. Os pesquisadores constataram que a integração de painéis solares de silício cristalino com 69% de transparência nas estufas aumentou significativamente a produtividade dos tomates em 38%.
Além disso, a combinação desses painéis semitransparentes com a eletrificação por bombas de calor permitiu a eletrificação completa da estufa, suprindo cerca de 13% da demanda anual de eletricidade. Essa abordagem estabilizou os gastos e reduziu drasticamente as emissões de carbono em 71,7%.
Isso torna a agrivoltaica uma solução tecnicamente viável e ambientalmente eficaz para a operação de estufas com baixas emissões de carbono em climas do norte, algo especialmente importante para regiões como o sul de Ontário, que enfrentam limitações no fornecimento de gás natural.
A agrivoltaica está crescendo rapidamente no campo, onde painéis solares protegem as culturas do sol intenso e, muitas vezes, aumentam a produtividade agrícola. Acontece que a agrivoltaica também pode funcionar em ambientes fechados.
Na agricultura agrivoltaica em ambiente controlado, painéis solares fotovoltaicos semitransparentes são incorporados às estufas para fornecer energia sustentável às operações. Pela primeira vez, um novo estudo avalia o desempenho de tecnologias de painéis solares fotovoltaicos semitransparentes integradas a estufas de tomate no sul de Ontário, por meio de investigações agronômicas experimentais e de três cenários de simulação energética, econômica e ambiental:
- estufas convencionais aquecidas a gás;
- estufas baseadas em bombas de calor; e
- estufas agrivoltaicas baseadas em bombas de calor.
Resultados dos tomates em estufas agrivoltaicas
As configurações de painéis solares fotovoltaicos semitransparentes testadas incluíram silício cristalino com 44% e 69% de transparência, bem como concentradores solares luminescentes com 53% e 69% de transparência, além de filmes finos vermelhos e azuis com 50% de transparência. O estudo constatou que os sistemas agrivoltaicos mantiveram estável o teor de clorofila das folhas e apresentaram tendências de crescimento comparáveis às do grupo de controle. No entanto, o sistema fotovoltaico de silício cristalino com 69% de transparência apresentou o melhor resultado, aumentando a produtividade em 38%.
Uso de energia em estufas agrivoltaicas para tomates
Os resultados da modelagem com o EnergyPlus indicaram que, embora as cargas de aquecimento fossem quase três vezes maiores que as cargas de resfriamento, a substituição do aquecedor a gás por uma bomba de calor eliminou completamente o consumo de combustíveis fósseis e aumentou o uso de eletricidade em apenas cerca de 1,5 vez.
A integração do sistema selecionado de painéis solares fotovoltaicos semitransparentes, com 69% de transparência, a uma bomba de calor permitiu a eletrificação completa de uma estufa agrivoltaica. O sistema agrivoltaico forneceu aproximadamente 13% da demanda anual total de eletricidade.
Embora isso tenha elevado os custos em 5% em relação ao gás subsidiado, os custos foram estabilizados e as emissões de carbono foram reduzidas em 71,7%, superando a adaptação feita apenas com bomba de calor, que proporcionou redução de 67,9%.
Esses resultados são particularmente importantes para o sul de Ontário, onde a capacidade dos gasodutos de gás natural limita o crescimento que o mercado poderia sustentar.
De modo geral, os resultados demonstraram que a integração agrivoltaica em telhados, combinada à eletrificação por bombas de calor, constitui um caminho tecnicamente viável e ambientalmente eficaz para a operação de estufas com baixas emissões de carbono em climas do norte, como o do Canadá.
A mesma lição pode ser aplicada em casa, onde a agrivoltaica não apenas pode funcionar no jardim, como também bombas de calor podem ser utilizadas para reduzir as emissões e os custos de aquecimento da residência.
Publicado originalmente em Forbes EUA
