De acordo com a Revista pv - 20 DE FEVEREIRO DE 2023 BEATRIZ SAN TOS

Pesquisadores dos EUA estão estudando como os sistemas agrivoltaicos montados em rastreadores de montagem no solo de pólo único afetam a chuva e a redistribuição da luz em uma instalação de 1,2 MW em pastagens em Boulder, Colorado.

Cientistas da Colorado State University estão investigando como a redistribuição da chuva e da luz causada pelo agrosistemas voltaicos montados em rastreadores de eixo único podem afetar o crescimento de pastagens não irrigadas. O estudo faz parte do projeto SCAPES (Sustainably Colocating Agricultural and Photovoltaic Electricity System), financiado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos.

“O que descobrimos é que nas bordas de gotejamento dos módulos, dependendo se você está inclinando para o leste ou para o oeste quando há chuva, você pode chegar a algo entre duas a cinco vezes a quantidade de precipitação despejada em um ponto, ” O estudante de doutorado Matthew Sturchio disse à revista pv. “Se você quiser quantificar isso para o Colorado, trata-se de mudar a precipitação anual de 350 mm para 1.200 mm de chuva. Ao fazer isso, você pode realmente melhorar a quantidade de umidade do solo que permanece durante toda a temporada, em vez de deixá-la evaporar.”

Sturchio e sua equipe estão conduzindo pesquisas no Jack's Solar Garden, um jardim solar comunitário de 1,2 MW em Boulder, Colorado. O projeto foi instalado em 2020 e possui mais de 3.200 módulos fotovoltaicos monocristalinos de 380 W do fabricante solar Boviet Solar, com sede no Vietnã. Os painéis são montados em rastreadores de eixo único, um terço deles a 2,4 metros de altura e os outros dois terços a 1,8 metros.

O Colorado tem clima semiárido, com chuvas mais fortes e temperaturas em torno de 35°C à tarde. As temperaturas pela manhã estão em torno de 22 C. Os rastreadores inclinam-se para o leste pela manhã e para o oeste à tarde, seguindo o sol. Quando chove, esse movimento simula as condições de grandes chuvas em ambas as bordas, com mais água caindo na borda oeste devido aos maiores volumes de chuva no período da tarde.

Consequentemente, a equipe de pesquisa originalmente esperava que a borda de gotejamento oeste mostrasse maior produtividade de pastagens. Em vez disso, eles descobriram que a borda leste, com menor umidade do solo, tem maior crescimento de pastagens.

Eles colocaram sensores de umidade na terra e descobriram que há uma faixa de 40 cm a 60 cm de largura que se beneficia do aumento da umidade do solo nas bordas do gotejamento. Os experimentos mostraram que a temperatura e a secura do ar também afetam a produtividade do pasto dentro e fora dessa faixa.

A temperatura ideal para o cultivo de pastagens no Jack's Solar Garden é muito mais próxima de 30 C do que dos 35 C registrados à tarde, de acordo com Sturchio. “Se você exceder 30 graus, estará reduzindo a quantidade de fotossíntese que pode acontecer para aquela planta”, disse ele.

A equipe descobriu que as temperaturas mais baixas do ar e a secura reduzida do ar pela manhã compensam a umidade mais baixa do solo, levando ao aumento da produtividade na borda leste.

O sombreamento proporcionado pelos painéis solares também provou aumentar a produtividade.

“Normalmente, você imaginaria que as pastagens são adaptadas para lidar com muita luz durante todo o dia”, disse Sturchio. “Mas descobrimos que se você fizer sombra durante metade do dia com o painel solar, isso melhora a eficiência fotossintética. Você tem taxas mais altas de fotossíntese quando o sol está disponível porque você tem um fotoperíodo mais curto”, explicou.

Além disso, fotoperíodo mais curto resulta em menor evapotranspiração das folhas, reduzindo a quantidade de perda de água. Isso pode ser crucial para manter a produtividade das pastagens durante os períodos de seca, de acordo com Sturchio. A equipe espera testar a hipótese se o Colorado passar por um período de seca no futuro.

A instalação do Jack's Solar Garden foi projetada para maximizar a produção de eletricidade, sem muito espaço entre as fileiras de painéis. A equipe descobriu que o solo fora da faixa da borda leste ou oeste se comporta mais como o espaço entre as fileiras de painéis, e as condições entre as duas faixas são mais semelhantes às condições diretamente abaixo dos painéis solares.

Eles também observaram que as folhas das plantas sob os painéis solares são 4 C mais frias. “Há muitas plantas que podem se beneficiar dessa temperatura mais baixa no meio do verão no Colorado”, disse Sturchio.

No geral, o projeto atual leva a uma redução de 9% na produção de grama, atribuída principalmente ao espaço diretamente sob o painel solar. Os ganhos econômicos da produção de eletricidade compensam amplamente a produção agrícola ligeiramente menor, de acordo com Sturchio.

“Mas se espaçarmos os painéis solares a 15 metros de distância, você obtém um aumento de 6% na produtividade em um ano úmido”, afirmou.

No futuro, o projeto SCAPES visa desenvolver agrovoltaicos em agroecossistemas degradados.

A equipe acredita que sua compreensão dos efeitos dos sistemas agrivoltaicos de eixo único na precipitação e redistribuição de luz e consequentes impactos na produtividade das culturas podem ajudar a restaurar a terra degradada pelo sobrepastoreio, prática agrícola e escassez de água.