Os agricultores colhem energia solar e a produção de alimentos

Por Gero Rueter – DW – 14 de agosto de 2021 – Foto: Os painéis solares estão se tornando parte integrante de algumas formas de agricultura

Os painéis solares geram eletricidade nos campos, ajudando os agricultores e a proteção do clima. DW visita uma fazenda solar alemã – e olha para outros lugares onde essa combinação está valendo a pena. Quão amplamente os agro voltaicos podem se espalhar?

Fabian Karthaus cresceu com energia solar.

“Meu pai construiu o primeiro sistema fotovoltaico no telhado do celeiro e vimos que funcionava”, diz ele.

Hoje, o fazendeiro tem 33 anos e ele próprio possui dois grandes  sistemas de energia solar. 

Bagas agora crescem embaixo de uma delas. Cinco anos atrás, Karthaus assumiu a fazenda de seu pai perto da cidade alemã de Paderborn e a administra paralelamente.

O engenheiro eletricista treinado trabalha durante o dia como gerente de produto para eletrônica agrícola porque:

“Não posso alimentar uma família com os ganhos do cultivo de 80 hectares de feijão, grãos, colza e milho.”

O calor e a seca também causaram uma queda significativa na produção nos últimos anos.

“Minha esposa e eu começamos a pensar em um meio para continuar a operar a fazenda de maneira significativa”, diz Karthaus.

Foi assim que nasceu a ideia de cultivar bagas sob um teto solar com módulos translúcidos.

“Nós pensamos sobre que tipo de fruta combina com que tipo de luz e sombra.

Mirtilos e framboesas são plantas da floresta, então isso funciona muito bem”, diz ele.

A primeira colheita das mudas no ano passado foi boa. 

Normalmente, as plantas são cultivadas ao ar livre ou em túneis de alumínio.

Mas Karthaus suspeita que a sombra sob os módulos pode aumentar os rendimentos. 

Verões extremamente quentes são agora um problema crescente para as fábricas, mesmo na Alemanha. 

Como explica Karthaus, telhados feitos de módulos solares reduzem a evaporação e, portanto, economizam água.

“Uma vez medimos aqui. A evaporação é cerca de um quarto em relação às plantas a céu aberto”, explica.

 

Poder acima, bagas abaixo

Claro que os módulos também fornecem eletricidade. 

Com 750 quilowatts de potência, o sistema gera cerca de 640.000 quilowatts-hora por ano, o que equivale às necessidades de eletricidade de 160 residências.

Karthaus recebe pouco menos de € 0,06 ($ 0,07) por kWh parar alimentar a rede elétrica.

Ele quer usar parte da energia solar para operar seus próprios sistemas de refrigeração e liofilização.

Se ele tivesse que comprar eletricidade do fornecedor de energia local, isso custaria cerca de € 0,25 por kWh.

“É uma situação em que todos ganham.

Isso significa que podemos gerar energia verde localmente, descentralizada, onde a energia é consumida”, diz Karthaus.

Na Alemanha, esse método de cultivo funciona bem para frutas macias, maçãs, cerejas, batatas e produtos como tomates e pepinos. 

Em outras regiões do mundo, diferentes plantas e projetos de módulos podem ser mais adequados.

Grande potencial em todo o mundo

O que exatamente cresce onde é algo que as partes interessadas de todo o mundo podem aprender com Max Trommsdorff, um especialista em agrivoltaicos do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar na cidade de Freiburg, no sul da Alemanha. 

Agrivoltaica é a abordagem empolgante de usar áreas agrícolas para simultaneamente produzir alimentos e gerar eletricidade fotovoltaica. 

Trommsdorff e seus colegas aconselham governos em todo o mundo e recentemente organizaram uma conferência internacional sobre energia solar e agricultura. 

Dependendo da localização, é necessário estimar as condições ideais de luz para as usinas, bem como a demanda local de eletricidade, diz Trommsdorff.

“Existem grandes diferenças regionais: depende do que está sendo cultivado, quais são as zonas climáticas, quais são as estruturas rurais”.

 

O grande desafio, diz ele, é o entendimento mútuo: “O que a energia fotovoltaica pode fazer? O que a agricultura precisa para uma integração bem-sucedida?”

Trommsdorff e seus colegas veem um enorme potencial para sistemas agrivoltaicos em todo o mundo. 

Já existem algumas usinas agrivoltaicas na Europa,

Mali, Gâmbia e Chile; mas a grande maioria até agora está na Ásia.

A maior usina do mundo, com capacidade de cerca de 1.000 megawatts e cobrindo 20 quilômetros quadrados (cerca de 8 milhas quadradas), está localizada na orla do Deserto de Gobi, na China. 

O cultivo de goji berries sob os telhados modulares visa tornar a terra seca fértil novamente.

E no Japão, os agricultores já estão colhendo em mais de 2.000 sistemas agrivoltaicos.

“O objetivo aqui é apoiar mudanças estruturais, deter o êxodo rural e criar perspectivas para a população rural”, diz Trommsdorff.

 

Na Europa, a França é pioneira, principalmente na viticultura. 

Lá, os subsídios do governo para telhados modulares têm como objetivo proteger as videiras.

“Muitas variedades de uvas recebem muito sol e calor devido às mudanças climáticas”, explica Trommsdorff. “Shade pode trazer alguns benefícios aqui.”

Novas perspectivas para a agricultura 

Fabian Karthaus está planejando expandir seu campo solar no futuro. 

No momento, suas frutas crescem sob 0,4 hectares (cerca de 1 acre) de painéis solares. 

“Gostaria de ampliar para uma área de 8 ou 10 hectares, então vai valer muito a pena”.

No entanto, Karthaus terá que ser paciente. 

Até agora, diz ele, a expansão ainda é difícil para os agricultores na Alemanha.

Mas ele espera que isso mude em breve.

E ele já está aconselhando outros produtores a “começarem definitivamente a lidar com o assunto”, mesmo que demore um pouco para implementar em seus próprios campos.

 

COLHEITA DUPLA: PAINÉIS SOLARES EM FAZENDAS

Colhendo eletricidade e frutas

Fabian Karthaus é um dos primeiros agricultores na Alemanha a cultivar framboesas e mirtilos sob painéis fotovoltaicos. 

Seu campo solar próximo à cidade de Paderborn, no noroeste da Alemanha, é de 0,4 hectares (cerca de 1 acre), mas ele gostaria de expandi-lo para 10.

Ele poderia então gerar eletricidade suficiente para cerca de 4.000 residências e fornecer mais frutas para supermercados.

 

COLHEITA DUPLA: PAINÉIS SOLARES EM FAZENDAS

Painéis de vidro em vez de telhados de plástico

Até agora, muitos agricultores cultivaram frutas e vegetais delicados sob filme plástico. 

Mas isso dura apenas alguns anos, custa dinheiro e produz muito lixo plástico. 

Esta é uma das razões pelas quais cada vez mais agricultores na Holanda estão plantando sob painéis de vidro, como aqui em Groenleven. 

Protegem as colheitas, duram pelo menos 30 anos. 

E há receita adicional com a venda de eletricidade.

 

COLHEITA DUPLA: PAINÉIS SOLARES EM FAZENDAS

China promove agrivoltaicos

A China está expandindo maciçamente a energia fotovoltaica e também conta com a energia fotovoltaica agrícola (agri-PVs) há vários anos. 

Esta fábrica na província de Hebei, no norte da China, tem uma área de mais de 10 hectares, com grãos crescendo abaixo. 

Os módulos solares são fabricados nas proximidades. 

Isso também cria empregos e ajuda a combater a pobreza.

 

COLHEITA DUPLA: PAINÉIS SOLARES EM FAZENDAS

Desertos mais férteis

Alguns dos maiores parques solares do mundo estão localizados no deserto chinês de Gobi, onde há muito espaço. 

Em alguns lugares, as safras são cultivadas à sombra dos módulos. 

Isso ajuda a parar a desertificação e permite que os solos se tornem aráveis ​​novamente.

Sombra contra a seca

Este pequeno telhado solar em um campo perto de Santiago, no Chile, é um dos primeiros sistemas agro-PV da América Latina. 

Os pesquisadores estão usando brócolis e couve-flor para testar como o sistema melhor funciona. 

A região é muito ensolarada e tem sofrido com o declínio das chuvas e o aumento da seca. 

A experiência inicial com a sombra solar neste campo foi positiva.

 

Água através de energia solar

Esta agricultora em Ruanda ganha seu dinheiro com uma bomba móvel solar de água. 

Ela puxa seu painel para campos de outros fazendeiros e os irriga de fontes de água próximas por uma pequena taxa. 

Em toda a África, existe um potencial substancial para módulos solares na agricultura.

 

Fazenda de peixes com colheita solar

Este novo arranjo está localizado no leste da China, 150 quilômetros ao sul de Xangai. 

Neste lago flutuam painéis solares sobre pontões e, por baixo, existe uma piscicultura. 

Os painéis foram posicionados para garantir que os peixes recebam luz suficiente. 

Os 300 hectares de painéis produzem eletricidade para 100.000 residências.

 

Uma perspectiva alternativa

Colocar painéis solares verticalmente em um campo permite que eles recebam luz de ambos os lados.

Na Alemanha, essas estruturas podem produzir tanta eletricidade por módulo quanto os sistemas de telhado. 

Ao mesmo tempo, essas “cercas solares” fornecem proteção contra o vento e deixam muito espaço para o equipamento agrícolas transitarem.

 

Liberando terras

O cultivo de milho, trigo e cana-de-açúcar para biogás e biocombustível responde por cerca de 4% do uso global da terra agricultável. 

Gerar a energia com módulos solares seria muito mais barato e só precisaria de um décimo da terra arável usada atualmente para isso.