Imagine que você é um agricultor que luta para atender às demandas de produção devido ao clima cada vez mais estressante. Ou talvez você seja um produtor de energia renovável lutando contra o calor e o clima dramáticos. Com o aumento das temperaturas, os painéis solares ficam muito quentes para funcionar corretamente, e as colheitas exigem mais água, problemas que são agravados pela seca e condições climáticas.

Greg Barron-Gafford, professor associado da Universidade do Arizona, mostra que a combinação desses dois sistemas - infraestrutura de painel solar (fotovoltaico) e agricultura - pode criar uma relação mutuamente benéfica. Essa prática de colocar os dois plantando sob a sombra de painéis solares é chamada de agrivoltaica.

“Em um sistema agrivoltaico, "Barron-Gafford diz, “o ambiente sob os painéis é muito mais fresco no verão e fica mais quente no inverno. Isso não só diminui as taxas de evaporação das águas de irrigação no verão, mas também significa que as plantas não ficam tão estressadas. "As safras que crescem sob menor estresse por seca requerem menos água, e porque eles não murcham tão facilmente ao meio-dia devido ao calor, eles são capazes de fotossintetizar por mais tempo e crescer com mais eficiência.

No sudoeste dos EUA, há uma superabundância de luz solar, e o principal meio de instalação de painéis solares é compactá-los densamente em um local. O estudo de Barron-Gafford sobre os benefícios do agrivoltaico não muda essa densidade, mas simplesmente eleva os painéis para que as plantações cresçam quase totalmente à sombra. "O que é super interessante, " ele explica, "é que podemos reduzir cerca de 75% da luz solar direta que atinge as plantas, mas ainda há tanta luz difusa que faz com que sob os painéis as plantas cresçam muito bem. "

Barron-Gafford e sua equipe trabalham com fazendeiros por meio do escritório de extensão da universidade, bem como com colegas de fazendas da comunidade na área de Tucson, na concepção dos gráficos de teste. Os testes agrivoltaicos atuais cobrem cerca de 165 metros quadrados, mas instalações maiores em fazendas em funcionamento estão sendo desenvolvidas no próximo ano. Eles também trabalham em estreita colaboração com o Laboratório Nacional de Energia Renovável do Departamento de Energia (NREL) para trabalhar em prol da consistência no desenvolvimento de planos de instalações de co-localização.

Os fazendeiros ajudam os pesquisadores a decidir sobre as safras de teste também. A cada primavera e outono eles cultivam feijão, tomates, e alguns tipos de pimentão. Eles cultivam ervas e especiarias de alto valor, mostrando os potenciais lucros adicionais que podem advir da seleção intencional de safras que, de outra forma, não poderiam crescer bem em condições normais, mas isso agora pode crescer bem à sombra de painéis solares.

Eles também funcionam com folhas verdes como alfaces, acelgas, e couve, que parecem crescer melhor neste sistema. As plantas em ambientes com muita luz tendem a ter folhas menores - uma adaptação para não capturar muita luz do sol e sobrecarregar o sistema de fotossíntese. As plantas em ambientes com pouca luz crescem em folhas maiores para espalhar a clorofila que captura a luz e permite que as plantas transformem a luz em energia. Os pesquisadores estão vendo que em seus testes:as plantas de manjericão produzem folhas maiores, as folhas da couve são mais longas e mais largas, e as folhas da acelga são maiores. Isso é fundamental para essas safras porque os agricultores colhem as partes folhosas dessas plantas.

Os próprios painéis solares também se beneficiam da co-localização. Em locais onde está acima de 75 graus Fahrenheit quando está ensolarado, os painéis solares começam a apresentar baixo desempenho porque ficam muito quentes. A evaporação da água das plantações cria resfriamento localizado, o que reduz o estresse por calor na sobrecarga dos painéis e aumenta seu desempenho. Resumidamente, é uma situação em que todos ganham no nexo comida-água-energia.

Quando chega a hora de fazer a colheita, na verdade não é um grande aborrecimento, explica Barron-Gafford, já que os agricultores podem usar muito do mesmo equipamento. "Nós levantamos os painéis de forma que eles ficassem cerca de 3 metros (10 pés) acima do solo na extremidade inferior para que tratores típicos pudessem acessar o local. Esta foi a primeira coisa que os agricultores da área disseram que deveria estar no local para eles considerarem qualquer tipo de adoção de um sistema agrivoltaico. "

A principal desvantagem de um sistema agrivoltaico é o custo de aço extra para elevar os painéis, mas Barron-Gafford acredita que o aumento na produção de produtos alimentícios e a economia de água compensariam esse investimento extra. "Acho que a principal razão pela qual mais produtores ainda não estão usando este sistema é a falta de consciência ou incerteza sobre seu potencial, " ele afirma.

Agora, com evidências dos benefícios dessa relação entre agricultura e energia fotovoltaica, a equipe está procurando maneiras ainda mais eficientes de colocalizar. Por exemplo, eles querem fazer experiências com painéis solares que podem ser movidos para posições completamente verticais, permitindo que os tratores se movam pelas fileiras de painéis para chegar ao solo e às colheitas sem ter que elevar os painéis.

Dito isto, Barron-Gafford afirma que os agricultores não precisam esperar por planos futuros para adotar essa prática, e nem mesmo as empresas de energia solar. Para lucrar com agrivoltaicos agora, eles não precisam fazer nada mais do que elevar os mastros que sustentam as fileiras de painéis.

"Isso é parte do que torna este trabalho tão emocionante, " ele adiciona, "uma pequena mudança no planejamento pode render uma tonelada de grandes benefícios!"