Cientistas da Universidade Politécnica de Marche, na Itália, propuseram combinar a agricultura vertical com a geração de energia solar a partir de estufas fotovoltaicas em um esforço para aumentar a utilização do solo.
Eles definiram as estufas solares como “agrivoltaica fechada” (CA, do inglês), que seria uma forma de projeto agrivoltaico no qual a geração de energia e a produção de alimentos são implementadas em um ambiente protegido.
“Todas as culturas hortícolas comuns crescem sem nenhuma ou com perdas limitadas de rendimento quando a porcentagem da projeção dos painéis fotovoltaicos no telhado em relação à área da estufa (taxa de cobertura fotovoltaica) é inferior a 20%”, especificaram os pesquisadores. “Propomos uma abordagem alternativa para aumentar a sustentabilidade agrícola da CA com a integração experimental da tecnologia de fazenda vertical (VF, do inglês), caracterizada por rendimentos, eficiência no uso de luz e recursos consistentemente mais altos do que as estufas convencionais.”
A equipe também enfatizou que a agricultura vertical utiliza diodos emissores de luz (LED) para alcançar alta eficiência de uso fotossintético e produção durante todo o ano nas plantas, observando que a energia fotovoltaica é uma solução perfeita para reduzir o impacto do alto consumo de energia dos LEDs na viabilidade do projeto.
O grupo italiano procurou avaliar, em particular, a produtividade do solo, a área de fotovoltaica e a eletricidade exigida por um sistema VFCA experimental com uma taxa de cobertura de 100%. “O rendimento foi quantificado em variedades de alface verde e vermelha, adotando quatro tratamentos de iluminação, expressos como Integral de Luz Diária (DLI, do inglês) e comparados a uma CA de controle”, explicou.
A equipe testou essa abordagem em um VFCA experimental de 40,48 kW localizado no município de Villaperuccio, na Sardenha, Itália. O sistema está operando desde 2012 e está vendendo energia para a rede a uma tarifa de alimentação de €0,39 (R$ 2.06)/kWh. As prateleiras usadas para a agricultura vertical têm uma altura de 40 cm e oito lâmpadas LED reguláveis, cada uma com uma potência nominal de 22 W.
A estufa abriga quatro variedades de alface baby leaf cultivadas sob quatro tratamentos de iluminação diferentes.
Por meio de sua análise, os acadêmicos descobriram que o sistema VFCA é capaz de fornecer um rendimento agrícola 13% maior em comparação com um sistema CA convencional, com uma redução de mais de 12% nas emissões de CO2.
“O estudo de caso quantificou o alto consumo de terra dessa reconversão, com uma área CA de 5,4 a 13,9 vezes maior do que a área VF para alcançar a autossuficiência energética e evitar as emissões de CO2 relacionadas, o que significa que apenas 7% a 18% da área CA pode ser reconvertida para a agricultura vertical”, destacaram.
A equipe publicou seu estudo “Increasing the agricultural sustainability of closed agrivoltaic systems with the integration of vertical farming: A case study on baby-leaf lettuce”, publicado na revista Applied Energy.
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