O co-desenvolvimento de terras para energia solar fotovoltaica e agricultura pode fornecer 20% da geração total de eletricidade nos Estados Unidos com um investimento de menos de 1% do orçamento anual dos EUA, um novo artigo de pesquisadores da Oregon State University descobriu.

A instalação em larga escala de sistemas agrivoltaicos pode levar a uma redução anual de 330, 000 toneladas de emissões de dióxido de carbono nos EUA - o equivalente a 75, 000 carros fora das estradas por ano - e a criação de mais de 100, 000 empregos em comunidades rurais, ao mesmo tempo que afeta minimamente o rendimento da colheita, dizem os pesquisadores.

"Os agrivoltaicos oferecem uma chance rara de verdadeira sinergia:mais alimentos, mais energia, menor demanda de água, menores emissões de carbono, e comunidades rurais mais prósperas, "disse Chad Higgins, professor associado da Faculdade de Ciências Agrícolas do Estado de Oregon e autor sênior do artigo publicado na revista Sustainability.

A agrivoltaica também se alinha com os objetivos do Green New Deal, um pacote de legislação federal que visa abordar as mudanças climáticas e as desigualdades econômicas, Higgins disse.

"América rural, agricultura em particular, pode ser a solução para muitas de nossas preocupações, seja energia renovável, mitigando os impactos das mudanças climáticas, alimentos sustentáveis ​​ou boa gestão de recursos hídricos, "Higgins disse." Essa conexão é inexplorada principalmente porque não houve investimento suficiente nessas comunidades.

"O que propomos neste artigo é totalmente possível. É tecnicamente possível. É politicamente possível. E geraria dinheiro após o investimento inicial. Essa é a conclusão - que devemos olhar seriamente para a agricultura como uma solução para os problemas, em vez de uma causa dos problemas. "

A análise delineada no artigo prepara Higgins para a próxima fase de sua pesquisa agrivoltaica, que inclui a instalação de uma fazenda solar totalmente funcional projetada para priorizar atividades agrícolas em cinco acres da Estação de Pesquisa e Extensão North Willamette do Estado de Oregon em Aurora, Oregon, 20 milhas ao sul de Portland.

A próxima fase visa demonstrar para a comunidade agrícola e potenciais financiadores futuros como as descobertas de Higgins podem ser aplicadas em sistemas agrícolas do mundo real para encorajar a adoção antecipada. Espera-se que as obras sejam iniciadas em maio de 2021, com a produção prevista para começar em 2022.

No artigo de sustentabilidade, Higgins e seu co-autor, Kyle Proctor, um estudante de doutorado em seu laboratório, descobrir que uma área do tamanho de Maryland seria necessária para agrivoltaicos para atender 20% da geração de eletricidade dos EUA. Isso é cerca de 13, 000 milhas quadradas, ou 1% das atuais terras agrícolas dos EUA.

O custo das matrizes agrivoltaicas seria de US $ 1,12 trilhão ao longo de uma vida útil de 35 anos. Os pesquisadores acreditam que o setor privado investirá na maior parte dos custos de construção com o governo federal contribuindo com descontos e outros incentivos.

Usando o dinheiro gerado com a eletricidade que as matrizes produzem, os pesquisadores estimam que levaria cerca de 17 anos para pagar os US $ 1,12 trilhão. Após a vida útil projetada de 35 anos do projeto, os pesquisadores estimam que os arrays gerariam uma receita de US $ 35,7 bilhões.

A instalação das matrizes criaria o equivalente a 117, 000 empregos com duração de 20 anos, com 40% sendo posições sustentáveis ​​para operar e manter as matrizes, dizem os pesquisadores.

Higgins chega neste projeto com uma formação eclética. Ele passou por uma fase auto-descrita de obtenção de um diploma de engenharia e publicou artigos sobre tudo, desde a cinética da reação enzimática até a física da neve e a teoria da turbulência.

O amplo histórico foi útil em um dia de 2013, enquanto ele estava percorrendo seu "caminho do pensamento" no campus do estado de Oregon. Ele notou pastagens mais verdes sob painéis solares recentemente instalados. Baseando-se em sua experiência estudando água, agricultura, energia renovável, engenharia mecânica e civil, ele começou a pensar em pesquisa agrivoltaica.

Sua pesquisa inicial se concentrou no impacto que os painéis solares tiveram nas plantações ao redor deles. Essa pesquisa, junto com o trabalho de outros cientistas, mostrou que o rendimento da colheita depende do tipo de colheita, mas no final, quando o valor da eletricidade gerada pelos painéis solares é incluído, há um benefício líquido econômico dos sistemas agrivoltaicos.

Olhando para o futuro, Higgins acredita que a instalação em larga escala de sistemas agrivoltaicos abre as portas para outras tecnologias. A energia excedente gerada pelos painéis solares poderia ser usada para alimentar tratores elétricos ou para gerar fertilizantes em uma fazenda. Sensores baratos podem ser instalados nas plataformas de painéis solares para apoiar decisões baseadas em inteligência artificial para melhorar a produtividade agrícola.

“Assim que tivermos infraestrutura, uma vez que temos energia, estamos prontos para enfrentar muitos outros grandes problemas, "Higgins disse.