Uma equipe de pesquisa da Universidade Federal de Alagoas, no Brasil, investigou como instalações agrovoltaicas poderiam ser integradas aos canaviais e descobriu que tanto a produtividade elétrica quanto a agrícola se beneficiam dessa combinação.
“Nossa análise mostrou que a produtividade da cultura foi maior no ambiente agrovoltaico em comparação com o cultivo em ambiente convencional”, disse o principal autor da pesquisa, Leonardo Faustino Lacerda de Souza, à pv magazine. “Esses desempenhos, combinados com a produção elétrica, levaram a altos valores de eficiência no uso do solo. Isso é relevante para um estado como Alagoas, onde a cana-de-açúcar cobre cerca de 324.500 hectares, distribuídos em 67 municípios.”
Os pesquisadores realizaram suas medições e análises em um sistema agrovoltaico de 71,4 kW, orientado para o sul, implantado em 2022 em um canavial de propriedade da Usina Santa Clotilde, adjacente ao campus da Universidade Federal de Alagoas, em Maceió.
O sistema possui 7 estruturas de montagem com duas colunas e um eixo horizontal de 15 m cada. As colunas são feitas de perfis retangulares de aço ocos com dimensões de 250 x 150 mm, enquanto as vigas transversais são feitas com perfis de 200 mm de altura, 75 mm de largura e mesa de 25 mm com 4,75 mm de espessura. As vigas fornecem estabilidade lateral e transferem cargas, enquanto as colunas servem como suporte vertical primário.
As estruturas são elevadas do solo a uma altura que varia de 7 m a 8 m e possuem, cada uma, duas fileiras de 15 módulos solares policristalinos com potência de 340 W. A instalação utiliza dois inversores com capacidade de 33 kW e 40 kW, respectivamente.
“O sistema permite a variação do espaçamento entre unidades estruturais independentes, o que modifica o nível de sombreamento na cultura”, afirmaram os acadêmicos. “A estrutura é ancorada por blocos de fundação reforçados, o que garante sua estabilidade sob cargas ambientais.”
Por meio de uma série de testes e simulações realizados com o software PVsyst, o grupo constatou que os módulos fotovoltaicos atingiram uma média de 9.068 kWh por mês, um fator de capacidade de 124,36 kWh/kW e um índice de desempenho de 16,88%, com os melhores e piores meses sendo dezembro e abril, respectivamente.
A análise também mostrou que a produtividade da cana-de-açúcar no sistema agrovoltaico foi maior do que em uma área de cultivo de referência sem painéis solares. A produtividade do colmo da cana-de-açúcar nas áreas agrovoltaicas foi 43,2% maior do que na área de referência, o que os cientistas atribuíram à maior capacidade fotossintética. “Inferimos que a produtividade da cana-de-açúcar refletiu o maior índice de área foliar (IAF) ao longo do crescimento no sistema agrovoltaico”, explicaram.
Esses resultados também foram atribuídos à capacidade do sistema fotovoltaico de ajustar as distâncias entre unidades e modificar os níveis de sombreamento sobre as culturas. “Nosso principal objetivo foi fornecer as ferramentas analíticas necessárias para projetar e avaliar o desempenho de sistemas fotovoltaicos de alta eficiência (APV) na cana-de-açúcar em qualquer momento”, concluíram os acadêmicos.
Seus resultados estão disponíveis no estudo “Agrophotovoltaic systems in sugarcane crop − A Brazilian case study“, publicado na revista Energy Conversion and Management.
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