Energia solar, cultivo, e gado trabalham juntos no Centro de Pesquisa e Educação de Culturas da Universidade de Massachusetts. Um ensaio de pesquisa lançado em 2010 sugere que a geração de energia solar pode ocorrer junto com o gado pastando ou com o cultivo de hortaliças.
“O objetivo do nosso trabalho é ver se conseguimos gerar energia solar e, ao mesmo tempo, manter a terra para a produção agrícola, ”Diz o agrônomo da Universidade de Massachusetts (UM) Stephen Herbert. Os resultados da pesquisa mostram que os agrovoltaicos - ou agricultura de uso duplo - podem de fato funcionar. A chave é o design do painel solar.
Avaliando Compatibilidade
O centro está avaliando a compatibilidade com a lavoura e o gado de um painel solar que consiste em três painéis empilhados verticalmente e elevados por um design exclusivo de estantes que suporta os painéis de 4 a 7 pés acima do solo; Espaços de 2 a 5 pés entre os grupos de painéis permitem que a luz alcance as plantações e a grama crescendo abaixo dos painéis. Configurações tradicionais, como matrizes instaladas por grandes desenvolvedores de energia solar, estão normalmente situados perto do solo em áreas mais planas, cadeias sólidas de matrizes que bloqueiam a luz do sol e, portanto, tirar a terra da produção agrícola.
Contudo, esse não é o caso com a instalação solar elevada de 17 quilowatts no centro de pesquisa da UM. “Cada ponto abaixo dos painéis recebe cerca de dois terços da quantidade total de luz solar ao longo do dia, ”Herbert diz.
Como resultado, a grama que cresce sob os painéis quase não perde o ritmo. A inicial de Herbert, a avaliação de três anos enfocou o crescimento da forragem e o desempenho do gado pastando dentro do painel solar. “A área sob os painéis produzia de 90% a 95% do rendimento da área de pastagem não coberta por painéis solares, " ele diz. “Nos dias quentes de verão, as vacas se deitariam na sombra sob os painéis. ”
Mais tarde, Herbert implementou um teste de três anos analisando o desempenho de vegetais cultivados em combinação com o sistema solar. Ele plantou couve, Acelga, brócolis, e pimentões.
“O primeiro ano foi muito quente e seco. Embora eu tenha irrigado bem no terreno de pesquisa sombreado, bem como no gráfico de controle não sombreado, as plantas crescendo embaixo dos painéis produziram melhor do que as plantas de controle, ”Herbert diz.
Uma razão para o melhor desempenho da planta na área parcialmente sombreada abaixo do painel solar pode ter resultado de uma temperatura mais fria abaixo dos painéis. “As amostras de tecido retiradas de plantas que crescem abaixo dos painéis foram de 15 ° F. mais frio do que aqueles tirados de plantas que crescem em pleno sol, " ele diz.
Durante os próximos dois anos, as condições de cultivo eram mais frias e úmidas, resultando em um crescimento mais robusto em plantas cultivadas em pleno sol. Os vegetais parcialmente sombreados renderam 45% a 60% do rendimento nas parcelas de controle.
Os resultados da pesquisa sugerem que o cultivo de alimentos e a geração de energia solar são bons parceiros. “Se os agricultores estão planejando instalar painéis solares ou são abordados por uma empresa solar que espera transformar suas terras em uma fazenda solar, eles devem fazer isso de forma que possam manter a agricultura na terra, " ele diz. “Eles podem continuar tendo uma renda com a agricultura, além da receita obtida com a energia solar.”
Limitações de colheita
Opções para a produção agrícola abaixo dos painéis, Contudo, limitam-se a safras normalmente cultivadas e colhidas manualmente ou com pequenas máquinas. Culturas de polinizadores amantes da sombra, plantas de canteiro, plantações de viveiro, e árvores frutíferas de baixa estatura ou arbustos são opções, além de vegetais e gado de pequeno a médio porte, como a maioria das raças de gado e cavalos de raças não navais.
“Existem muitas oportunidades diferentes para a agricultura de uso duplo, ”Diz Jordan Macknick, um analista do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), que pesquisa a produção de plantas em fazendas solares e financia parceiros em todo o país. “As alturas convencionais dos painéis funcionam particularmente bem com o pastejo de ovelhas, e os painéis elevados funcionam bem com culturas em crescimento. ”
Ganhando terreno agrícola de uso duplo
Além do trabalho de Herbert em Massachusetts, o NREL está financiando projetos de pesquisa de uso duplo no Arizona, Oregon, e Colorado. Empresas agrícolas independentes de uso duplo estão ganhando terreno na Europa, ele diz.
A comercialização de safras de uso duplo por um prêmio pode ser possível em alguns mercados. “Além de ganhar uma renda com a venda de energia elétrica, os produtores podem vender as safras por um preço de valor agregado porque elas são cultivadas à sombra de painéis solares, ”Macknick diz. “Vemos alguns apicultores, por exemplo, que são capazes de comercializar seu mel por um preço premium porque ele é produzido em conjunto com a geração de energia solar. ”
Os custos de investimento de painéis solares elevados variam amplamente, variando de $ 2 a $ 5 por watt. “O custo depende da localização, configuração do sistema, e taxas de interconexão cobradas por concessionárias locais, ”Macknick diz. “Os agricultores precisam obter uma cotação de um desenvolvedor solar para instalar um sistema solar em sua região.”
O painel solar no centro foi instalado pela Hyperion Systems (hyperionsystemsllc.com) com sede em Massachusetts. De fato, o fundador da empresa, David Marley, teve a visão de criar sistemas solares que preservassem a capacidade produtiva das fazendas.
“Sua crença era em primeiro lugar na comida e depois na energia, ”Diz o proprietário da empresa James Marley de seu falecido pai. “Sua ideia inspirou o projeto de pesquisa da Universidade de Massachusetts e a colaboração de uma fundação e duas agências do setor público.”
O design patenteado da Hyperion para as prateleiras do painel solar o coloca na vanguarda do movimento que promove a geração de energia solar em conjunto com a produção de alimentos. “Instalamos os sistemas sem o uso de sapatas de concreto para os suportes, ”Marley diz. “As bases de concreto normalmente podem ocupar alguns metros quadrados em torno de cada poste de suporte.”
Os suportes do Hyperion são postes de aço de 4 a 8 polegadas ancorados por flanges de aço nas extremidades, que são cravados no solo a uma profundidade de 2,5 metros. O sistema está classificado para suportar ventos de 120 mph.
A receita de energia de um sistema solar dimensionado para atender às necessidades de energia de uma casa ou fazenda normalmente ocorre por meio de um acordo de medição líquida com a concessionária local. A energia gerada pelo sistema é enviada para a rede, e o fazendeiro retira energia elétrica da rede sem nenhum custo, até o montante gerado pelo sistema on-farm durante um determinado período.
“Diferentes estados têm diferentes incentivos em termos de quanto vão pagar pela eletricidade, ”Macknick diz.
Incentivos solares
O Programa de Energia Rural da América do USDA (energy.gov) oferece subsídios para a instalação de sistemas de energia renovável. Um crédito de imposto federal pode ser requerido para a instalação de um sistema de energia solar.
Saber mais
Stephen Herbert
413 / 545-2250
[email protected]
Jordan Macknick
303 / 275-3828
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