Algumas ideias inovadoras parecem emergir da noite para o dia, enquanto outras se enraízam mais devagar e esperam que as condições certas prosperem.
Agrovoltaica é um sistema no qual coexistem painéis solares e culturas alimentares no mesmo terreno, pertencendo a esta última categoria.
Os fundadores do Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar, Adolf Goetzberger e Armin Zastrow, foram os pioneiros deste conceito em 1981.
Naquela época, a geração de energia fotovoltaica era cara e os computadores eram raros e, portanto, estudaram as equações do sistema de dupla utilização na calculadora de bolso programável e publicaram um artigo chamado Kartoffeln unterm Kollektor (potato sob o painel). .
Adolf Gotsberg mais tarde apontou que esta é uma razão muito fácil de aceitar, porque a batata cresce melhor sob uma pequena sombra.
Trinta e cinco anos depois, o mundo parece ter se preparado para suas idéias.
Desde 2010, o preço dos painéis solares despencou em mais de 50%, e muitos agricultores descobriram que é mais lucrativo cultivar plantas sob enormes matrizes solares.
Para qualquer agricultor, essa mudança é economicamente significativa, mas gradualmente estabeleceu um jogo que poderia prejudicar a segurança alimentar global.
Agrovoltaica é uma saída para problemas, isto é, se conseguir satisfazer a ganância mundial por alimentos e energia Há uma questão chave: os agricultores podem obter a mesma produção de alimentos sob painéis solares?
Mais e mais pesquisas mostram que podem.
Muitas sombras podem danificar as culturas, muito pouco pode danificar a geração de energia.O espaçamento adequado entre os painéis solares e a inclinação da matriz é a chave para obter a combinação certa de eletricidade e produção agrícola.
Em 2010, Christian Dupraz e seus colegas do Instituto Nacional Francês de Agricultura estabeleceram a primeira fazenda de pesquisa agrícola perto de Montpellier.
Eles plantaram duas culturas em abundância de luz solar, enquanto as outras usaram matrizes fotovoltaicas de densidade padrão, que produziam a maior parte da eletricidade.A terceira safra cresceu sob uma matriz de semi-densidade, que permitia mais luz. Através de painéis solares.
No final das três estações de cultivo, as culturas cultivadas sob painéis de densidade total perderam quase 50% da produtividade, o que não é particularmente surpreendente Vale a pena observar que as plantas sob placas de semi-densidade e plantas sob luz solar total Como produtivo, ainda mais.
HélèneMarrou pesquisador explicou que, aumentando o tamanho da folha de alface para acomodar a luz baixa. Ela ainda é um papel em 2013, escreveu em um mundo em aquecimento, a água pode estar em falta, a sombra da planta sob os painéis solares pode reduzir o necessidades de água.
'Nesta experiência demonstramos que a irrigação com blindagem PVP (sistema fotovoltaico) culturas de vegetais podem guardar 14% a 29% de evaporação da água, dependendo da cultura e do nível da sombra produzida.'
Com base nos resultados do estudo francês, pesquisadores alemães do Fraunhofer Institute Adolf Geciboge (Adolf Goetzberger) lançou oficialmente a viabilidade de grandes fazendas começaram a discutir as operações.
Em um terço das terras agrícolas perto do Lago Constance, na Alemanha, eles instalaram 720 painéis solares de dupla face, o que significa que eles podem capturar a luz de cima e de baixo.
Na França, as instalações de seus painéis estão bem acima do solo, permitindo que a maior parte da luz do dia chegue às lavouras e diminua a variedade de equipamentos agrícolas.
Em setembro de 2016, os pesquisadores conectaram a usina piloto solar à rede e plantaram trigo de inverno, aipo, batatas e trevo sob o arranjo.Após o primeiro ano, a produção total de alimentos e eletricidade foi melhor que a de alimentos e eletricidade colhida a cada dois metros quadrados. 60% maior.
Comparado com o trevo que cresce ao sol, o trevo é o melhor, a produtividade é apenas cerca de 5% menor Em comparação com a parcela de teste sem painéis solares, o rendimento de batata, trigo e aipo é reduzido em cerca de 19%.
Benedikt Klotz, um estudante assistente do Instituto Fraunhofer, explicou: "A geração de energia global excede em muito as perdas agrícolas."
Esses painéis fornecem energia suficiente para abastecer 62 residências por ano, e Klotz disse que o objetivo é melhorar essa meta no futuro, que está planejado para três anos.
"Por fim, esperamos levar a APV (agrophotovoltaica) ao estágio de preparação da indústria para a construção em larga escala".
Suponha que toda a alface cultivada nos Estados Unidos seja convertida em um sistema fotovoltaico agrícola, o que pode duplicar a capacidade instalada total do país.
Então, quão grande é isso? Esse é um problema resolvido por algumas pesquisas recentes de modelos.
Por exemplo, a Universidade de Michigan engenheiro técnico Joshua Pearce perguntando o que fazenda de uva se os painéis solares instalados na Índia ocorrer.
Considerando a sombra da uva, ele e seus colegas criaram um modelo de computador de um técnico e econômico, inserir um digitais, descobriu que, comparados com a agricultura tradicional, o valor econômico das fazendas de uvas indígenas pode ser aumentada mais de 15 vezes, a produção de uva não diminuiu. Se a terra Esse uso duplo ocorre na Índia, então a geração de energia pode ser suficiente para alimentar 15 milhões de pessoas.
Pearce e seus colegas também estudaram o cultivo de alface nos Estados Unidos e supõe-se que, se toda a produção de alface nos Estados Unidos for convertida em um sistema agrícola, a geração de energia fotovoltaica poderá aumentar de 40 a 70 gigawatts.
Nessa perspectiva, esse número é quase o dobro da capacidade instalada de toda a geração de energia fotovoltaica nos Estados Unidos no final de 2017.