Pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), no Brasil, desenvolveram uma estrutura para avaliar a adequação agrícola do solo para agrovoltaicas, descobrindo que encostas abaixo de 15% fornecem as condições mais equilibradas para a implementação do projeto.
“Sistemas agrivoltaicos têm grande potencial, não apenas porque permitem que a mesma terra seja usada simultaneamente para produção de energia e alimentos, mas também porque apresentam características que aumentam a resiliência às mudanças climáticas”, afirmou o autor correspondente da pesquisa, José Luiz Gouvêa Gasparini, à pv magazine. “Vários estudos abordaram esses aspectos; no entanto, a capacidade dos sistemas agrovoltaicos de se adaptar a diferentes encostas do terreno ainda é incipiente. O estudo teórico conduzido por nossa equipe buscou contribuir para reduzir essa lacuna.”
“Países como a China têm instalado sistemas fotovoltaicos em terrenos íngremes para utilizar essas áreas para geração de energia, considerando limitações agrícolas impostas tanto por encosta quanto por condições climáticas. Ao mesmo tempo, grande parte das pesquisas envolvendo sistemas agrícolas, sejam experimentais ou comerciais, tem sido realizada em áreas planas ou com inclinação suave”, continuou. “Existe uma literatura bem estabelecida que define condições limiar para a capacidade agrícola de terras, que dependem de vários fatores, incluindo a inclinação do terreno, um fator-chave para a conservação adequada do solo. As estruturas que sustentam painéis fotovoltaicos em sistemas agrícolas, por sua vez, variam em termos de altura acima do solo, disposição espacial e até mesmo a quantidade de luz interceptada.”
O pesquisador relatou que a tipologia proposta mostra que, em sistemas agrovoltaicos, as restrições de uso do solo, adequação agrícola e capacidade do solo ligadas à inclinação tornam-se fatores limitantes antes que as restrições técnicas afetem a geração fotovoltaica.
“Em outras palavras, é tecnicamente possível instalar estruturas agrícolas em terrenos com inclinações acima de 30%? Sim, desde que os custos de instalação mais altos sejam aceitos e que soluções de engenharia compatíveis com práticas adequadas de manejo do solo sejam adotadas para evitar a degradação do solo. No entanto, isso pode se tornar economicamente inviável dependendo do valor agregado da energia e da cultura envolvida”, enfatizou Gasparini.
Em “Soil adequade and technical-construction criteria for classification slope in agrovoltaic systems”, publicado na Solar Energy, a equipe brasileira investigou três faixas de encostas consideradas mais adequadas para agrovoltaicos – até 5%, 5% a 11% e 11% a 38% – para definir uma tipologia tecno-agronômica aplicável em diferentes contextos geográficos.
Para cada faixa, os pesquisadores avaliaram o grau de limitação, suscetibilidade à erosão, restrições de mecanização e adequação agrícola. Eles observaram que encostas de 15% a 20% são marginais para o cultivo devido ao maior risco de erosão e ao uso restrito de máquinas, enquanto terrenos mais íngremes geralmente são mais adequados para pastagens, silvicultura ou fins de conservação, como habitat de vida selvagem, recreação e armazenamento de água.
Eles acrescentaram que o aumento da inclinação eleva tanto os custos de instalação quanto de operação das usinas solares, especialmente além dos limites aceitos. Ângulos mais íngremes aumentam as exigências de terraplenagem e os riscos de instabilidade do solo, aumentando os custos de engenharia civil. Mesmo inclinações acima de 4% podem exigir um nivelamento e drenagem substanciais, afetando a eficiência geral do projeto. Como resultado, terrenos planos são tipicamente preferidos por investidores e incorporadores.
Imagem: Universidade Federal do Rio de Janeiro, Solar Energy, CC BY 4.0
A equipe revisou 30 estudos científicos, classificando suas descobertas por critérios técnicos e capacidade de uso do solo. Eles constataram que os limites aceitáveis de inclinação para sistemas fotovoltaicos montados no solo variavam de 3% a 70%. No entanto, 63% dos estudos estabeleceram limiares abaixo de 15%, favorecendo áreas com maior potencial agrícola e menor risco de erosão. Encostas acima de 25% geralmente estavam associadas a restrições significativas à agricultura e à mecanização, embora possam permanecer tecnicamente viáveis para geração de energia quando sistemas fotovoltaicos são projetados especificamente para terrenos íngremes.
“Esse quadro integrado mostra que, além da viabilidade energética, a sustentabilidade dos sistemas agrovoltaicos depende fundamentalmente de sua compatibilidade com o uso agrícola existente ou potencial”, disseram os cientistas. “Os estudos revisados que empregam análises multicritério baseadas na paisagem mostram que a inclinação não é uma barreira absoluta, mas sim um critério estratégico que orienta a seleção dos tipos e configurações de sistemas agrícolas mais apropriados para cada contexto territorial.”
Eles também descobriram que áreas com encostas de 15% a 30%, classificadas como condicionalmente adequadas, podem permanecer viáveis se soluções de engenharia apropriadas e práticas de manejo do solo forem implementadas para prevenir a degradação. Dadas as limitações da agricultura convencional, sistemas agrícolas verticais podem ser mais adequados nessas áreas, especialmente em pastagens naturais.
“Estudos futuros envolvendo estruturas agrivoltaicas instaladas em locais experimentais com diferentes inclinações de inclinação podem ajudar a validar a tipologia proposta e melhorar a compreensão das limitações técnicas, econômicas e agronômicas dos sistemas agrovoltaicos em terrenos inclinados”, disse Gasparini.
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