A agricultura fotovoltaica desempenha um papel importante na produção de culturas sustentáveis, no entanto, a indústria de estufas é um sector de grande intensidade energética que depende fortemente dos combustíveis fósseis e contribui para emissões significativas de gases com efeito de estufa. A fim de abordar esta questão, modelos tecnológicos que combinam a energia solar com estufas agrícolas têm sido desenvolvidos na indústria do efeito estufa nos últimos anos para melhorar a sustentabilidade do desempenho em termos de efeito de estufa e têm demonstrado grande potencial comercial.
Em alguns países europeus onde os regulamentos actuais proíbem a instalação de sistemas FV montados no solo em áreas agrícolas, as estufas FV são vistas como uma solução para contornar os regulamentos actuais. Ao instalar um sistema FV no telhado ou na parede da estufa, é possível alcançar os dois benefícios da produção de alimentos e energia no mesmo pedaço de terreno. A fotovoltaica pode fornecer a energia necessária para o funcionamento das estufas e pode aumentar os rendimentos dos agricultores, trazendo o desenvolvimento multi-sectorial para as zonas rurais. Além disso, as estufas fotovoltaicas são altamente competitivas para a produção agrícola em áreas ecologicamente frágeis e remotas.
Situação actual da investigação fotovoltaica em estufa
Países Baixos
A Holanda é um dos países mais fortes do mundo para o cultivo em estufa, de acordo com estatísticas incompletas, a área actual de construção de estufas de vidro na Holanda é de cerca de 10.000 hm2, sendo responsável por 1/4 da área total de edifícios com efeito de estufa no mundo. Além dos sistemas fotovoltaicos fixos ao telhado da estufa, algumas empresas oferecem sistemas fotovoltaicos móveis que podem ser instalados no telhado e têm uma maior produção de energia por metro quadrado de painel fotovoltaico. Em comparação com os sistemas fotovoltaicos fixos, os sistemas fotovoltaicos de rastreio irão gerar cerca de 20% a 30% mais electricidade.
Itália
Um estudo na Universidade da Toscana em Itália apresenta um protótipo inovador de estufa PV com sombreamento variável para optimizar a eficiência da produção energética dos painéis PV e da produção agrícola. Ao contrário dos sistemas de estufa fotovoltaica estática, um sistema de controlo dinâmico é utilizado para rodar os painéis fotovoltaicos para permitir a gestão da luz dentro da cultura de estufa para se adaptar às necessidades de luz da cultura. Além disso, ao variar a posição das lâminas do painel fotovoltaico, o sombreamento dinâmico pode fornecer arrefecimento passivo para a cultura em tempo quente e o aumento da cobertura pode gerar mais electricidade.
Espanha
Um ensaio espanhol concebeu um protótipo integrado de vidro fotovoltaico translúcido de silicone amorfo (a-Si) em estufa, cobrindo toda a superfície do telhado e os principais lados da estufa. Os resultados mostraram que a presença de vidro fotovoltaico translúcido reduziu ligeiramente a qualidade da planta e acelerou o mecanismo de crescimento apical das plantas amantes da luz. De um ponto de vista estatístico, contudo, este efeito foi negligenciável e concluiu-se que a integração do vidro translúcido de silício amorfo fotovoltaico (a-Si) é viável para a produção hortícola.
EUA
Foram utilizadas matrizes fotovoltaicas orgânicas translúcidas como sombreamento do telhado para um sistema de produção de tomate hidropónico em estufa durante uma estação de produção de Primavera e Verão numa região árida do sudoeste dos EUA. Este estudo demonstra a eficácia da utilização de painéis fotovoltaicos orgânicos translúcidos como sombreamento sazonal para a produção em estufas em áreas de grande luminosidade.
Japão
Em Maebashi, Gunma, Japão, a Farmdo tem vindo a produzir estufas fotovoltaicas desde 2013 e tem actualmente um total de quase 10.000 pés quadrados de estufas fotovoltaicas na quinta. As estufas fotovoltaicas da quinta estão dispostas com painéis fotovoltaicos de uma só face no topo, o que melhora muito a taxa de transmissão de luz das estufas, assegurando ao mesmo tempo a taxa de produção de energia e alcançando uma agricultura eficiente, ecológica, economizadora de energia e sustentável.
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