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Água e watts fazem vinho: cultivo de frutas silvestres com energia fotovoltaica e ciclo fechado da água - módulos fotovoltaicos transparentes soluções solares da BaWü

O sistema Agri-PV para vários tipos de frutas silvestres possui circuitos completamente fechados de água e nutrientes

O sistema Agri-PV para vários tipos de frutas silvestres possui circuitos completamente fechados de água e nutrientes - Imagem: Fraunhofer ISE | Oliver Hornle

🌞🍇 Agrofotovoltaica: Uma solução inovadora para uma viticultura sustentável

🌿⚡ O uso agrícola em combinação com a energia fotovoltaica, também conhecida como Agri-PV, tornou-se significativamente mais importante nos últimos anos. Este método permite a dupla utilização dos terrenos agrícolas, utilizando-os para a produção de alimentos e ao mesmo tempo para a geração de energia solar. Especialmente na viticultura, estas tecnologias parecem oferecer uma forma promissora de enfrentar os desafios das alterações climáticas e garantir o rendimento das colheitas a longo prazo. O foco está particularmente em Baden-Württemberg, onde vários projetos-piloto testam e otimizam o uso de Agri-PV na viticultura.

A ideia da agrofotovoltaica não é nova. O professor Adolf Goetzberger, fundador do renomado Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (ISE), desenvolveu o conceito em 1981. Sua visão era instalar painéis solares sobre as plantações agrícolas para gerar energia solar e proteger simultaneamente as plantações. O Fraunhofer ISE estima hoje que todas as necessidades actuais de electricidade da Alemanha poderiam ser cobertas utilizando quatro por cento das terras agrícolas utilizando apenas Agri-PV. No entanto, é importante que as instalações fotovoltaicas não ocupem mais de 15 por cento da área agrícola para não prejudicar a utilização agrícola.

Um excelente exemplo da implementação bem-sucedida do Agri-PV pode ser encontrado em Baden-Württemberg, como parte do projeto de pesquisa “Região Modelo Agri-Fotovoltaica para Baden-Württemberg”. Aqui, o Instituto Estadual de Ensino e Pesquisa de Viticultura e Fruticultura (LVWO) de Weinsberg, o Fraunhofer ISE e onze outros parceiros do projeto estão trabalhando em cinco sistemas piloto Agri-PV. Estes sistemas são utilizados para investigar as interações entre a geração de eletricidade e o rendimento agrícola na viticultura. No ano passado, o Ministro da Alimentação, das Áreas Rurais e da Defesa do Consumidor de Baden-Württemberg, Peter Hauk, abriu um centro de investigação em Heuchlingen que testa um sistema agro-PV particularmente inovador em vários tipos de bagas. Este sistema caracteriza-se pelo facto de utilizar ciclos completamente fechados de água e nutrientes para tornar o cultivo de arbustos e morangos o mais eficiente possível em termos de recursos.

📊 As vantagens do Agri-PV 🌿

As coberturas fotovoltaicas oferecem uma variedade de benefícios, especialmente para culturas permanentes sensíveis às condições climáticas, como videiras e frutas diversas. Protege as plantas de condições climáticas extremas, seja muita luz solar, chuva forte ou granizo. Estudos do Fraunhofer ISE demonstraram que o uso de Agri-PV pode reduzir significativamente as necessidades de irrigação das plantas. Além disso, o sombreamento parcial das plantas melhora o microclima, o que tem um efeito positivo no crescimento das plantas.

Uma das principais vantagens do Agri-PV é a redução das necessidades de irrigação. Esta propriedade é inestimável, especialmente em tempos de alterações climáticas, quando a água se torna cada vez mais um recurso escasso. As sombras parciais fornecidas pelos painéis solares ajudam a manter o solo mais fresco e úmido. Isto não só leva a um uso mais eficiente da água, mas também a uma redução na perda de água por evaporação.

O sistema Agri-PV também ajuda a proteger contra eventos climáticos extremos. Por exemplo, as fortes chuvas, que ocorrem cada vez mais devido às alterações climáticas, podem afectar gravemente as culturas. Os painéis solares atuam como um escudo protetor adicional e reduzem o impacto direto das fortes chuvas e granizo nas plantas. Isto é particularmente valioso para culturas delicadas, como as vinhas, que podem ser facilmente danificadas por tais eventos climáticos.

🌍 Modelos de sucesso de outros países 📈

Embora o Agri-PV ainda esteja numa fase inicial na Alemanha, existem modelos internacionais que demonstram os benefícios e a eficiência deste método. O Agri-PV já está a ser utilizado com sucesso em países como a China, a Índia e a França. Por exemplo, França tem vários projectos agro-PV de grande escala onde foram instalados painéis solares sobre vinhas para maximizar a produção de energia e o rendimento das colheitas. Estes projetos demonstraram que o Agri-PV não só ajuda a gerar energia renovável, mas também melhora as condições de produção agrícola.

⚙️ Desafios e soluções tecnológicas 🔧

Apesar das inúmeras vantagens, também existem desafios que devem ser superados na implementação do Agri-PV. Um desafio importante é encontrar o equilíbrio certo entre transmissão de luz e sombras. Os painéis solares devem ser concebidos de forma a permitirem luz solar suficiente para as plantas que crescem abaixo deles, ao mesmo tempo que geram energia suficiente. É aqui que entram em ação os módulos fotovoltaicos transparentes, que foram desenvolvidos especificamente para uso na agricultura. Esses módulos permitem a passagem da luz necessária para o crescimento das plantas e, ao mesmo tempo, geram eletricidade.

Outro desafio é a integração dos módulos fotovoltaicos na infra-estrutura agrícola existente. As instalações devem ser concebidas de forma a não dificultarem o cultivo dos campos. Isto requer soluções inovadoras na concepção e colocação dos sistemas fotovoltaicos.

🔭 A perspectiva para a Alemanha 🌐

A Alemanha tem potencial para beneficiar enormemente do Agri-PV. Particularmente em regiões gravemente afetadas pelas alterações climáticas, como as regiões vitivinícolas de Baden-Württemberg e Hesse, a integração de sistemas fotovoltaicos poderia ajudar a garantir os rendimentos agrícolas. Os projetos-piloto em curso fornecem informações e dados valiosos que podem ajudar a refinar ainda mais a tecnologia e aumentar a sua eficiência.

Os desenvolvimentos futuros poderão também incluir a combinação da agricultura fotovoltaica com outras tecnologias sustentáveis, como a energia eólica ou a utilização de centrais de biogás. Esses sistemas integrados poderiam aumentar ainda mais a eficiência energética e contribuir para uma agricultura ainda mais sustentável.

🌧️🌱 Protegendo as plantas de condições climáticas extremas e reduzindo a necessidade de irrigação

A agrofotovoltaica representa um método promissor para utilizar as terras agrícolas de forma mais eficiente e, ao mesmo tempo, contribuir para a transição energética. Ao proteger as culturas contra condições climáticas extremas e reduzir as necessidades de irrigação, a Agri-PV oferece uma solução sustentável para muitos dos actuais desafios na agricultura. Embora a Alemanha ainda esteja em fase de desenvolvimento e testes, exemplos internacionais já mostram o enorme potencial desta inovação. Com o financiamento adequado e mais investigação, os sistemas agro-PV poderão tornar-se parte integrante da agricultura alemã num futuro próximo e, assim, contribuir para garantir a produção de alimentos e alcançar os objectivos climáticos.

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Mais sobre isso aqui:

 

🌿📚 Projeto de pesquisa e inauguração da primeira planta piloto

🌿💡 Como parte do projeto de pesquisa inovador “Região Modelo Agri-Fotovoltaica para Baden-Württemberg”, o Instituto Estadual de Ensino e Pesquisa de Viticultura e Fruticultura de Weinsberg (LVWO), o Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar ISE e onze outros parceiros do projeto estão trabalhando em cinco exemplos para desenvolver e testar sistemas piloto agro-PV no estado de Baden-Württemberg. Em maio de 2022, o primeiro destes sistemas piloto nas instalações de Heuchlingen, uma estação da LVWO, foi cerimoniosamente inaugurado pelo Ministro da Alimentação, Áreas Rurais e Defesa do Consumidor de Baden-Württemberg, Peter Hauk. Este centro de investigação caracteriza-se por um conceito especial e sustentável: combina o cultivo de uma grande variedade de bagas com um sistema fechado de circulação de água e nutrientes para permitir uma produção amiga do ambiente e eficiente em termos de recursos.

🌿🔬 Gerenciamento de projetos e definição de metas

O projeto de pesquisa “Região Modelo Agri-Fotovoltaica para Baden-Württemberg”, que vai até 2024 inclusive, é amplamente liderado pelo Fraunhofer ISE e apoiado pelos ministérios estaduais do meio ambiente, clima e indústria energética, bem como da indústria alimentar, rural domínios e defesa do consumidor. O objetivo do projeto é estabelecer o conceito de agrofotovoltaica como uma forma de uso do solo eficiente e sustentável em termos de espaço na região e, em particular, promover o potencial na área de culturas especiais, como frutas e cultivo de bagas.

🌿🏞️ Detalhes técnicos da planta piloto

A planta piloto em Heuchlingen tem capacidade instalada de 113 quilowatts de pico e cobre uma área de cerca de 2.000 metros quadrados. Vários tipos de bagas, incluindo framboesas, mirtilos, groselhas, morangos, groselhas e amoras, são cultivados e pesquisados ​​no cultivo de substrato nesta área. A equipa de investigação está a investigar a influência do sistema agro-fotovoltaico no cultivo destas espécies de frutos silvestres e está a testar a utilização de diferentes substratos, com especial enfoque em alternativas sem turfa e com reduzida quantidade de turfa.

🌿💧 Gestão da água e sustentabilidade

Uma característica central do sistema Agri-PV em Heuchlingen é o sistema fechado de circulação de água. Neste sistema, a água da chuva é recolhida e armazenada num tanque de armazenamento para depois ser utilizada - em combinação com água doce - para irrigar as plantas. O excesso de líquido que flui do substrato das plantas de frutos silvestres é coletado, processado e reaproveitado por um sistema movido a energia solar. Este processo permite uma redução significativa na utilização de fertilizantes e, ao mesmo tempo, evita que os nutrientes sejam lixiviados para as águas subterrâneas.

🌿🌍 Análise e metas de longo prazo

A utilização agrícola e amiga do ambiente da agrofotovoltaica está a ser analisada de forma abrangente no projecto conjunto. O efeito de sinergia entre a produção de energia solar e a agricultura será examinado e o quadro jurídico para a implementação em larga escala da tecnologia será esclarecido. O objetivo é tornar os sistemas fotovoltaicos agrícolas mais conhecidos e comprovados na prática. O governo estadual vê a agrofotovoltaica como uma resposta orientada para o futuro aos desafios da agricultura moderna e das mudanças climáticas.

🌿⚡ Vantagens da Agrofotovoltaica

A agrofotovoltaica combina a produção de energia renovável e produtos agrícolas na mesma área. Desta forma, não só o espaço valioso é utilizado de forma otimizada, mas também são produzidos alimentos e, ao mesmo tempo, obtida energia renovável. Esta é uma solução inteligente e sustentável para os principais desafios do nosso tempo.

🌿🍓 Importância para a região e proteção contra as intempéries

A paisagem agrícola de Baden-Württemberg desempenha um papel central na produção alemã de frutos de baga, com 1.500 hectares de frutos silvestres e 2.200 hectares de morangos. O desenvolvimento e a implementação de sistemas agro-PV nesta região poderão levar a ganhos significativos de sustentabilidade e eficiência. Os sistemas Agri-PV oferecem vantagens significativas devido ao seu duplo efeito – produção agrícola e geração de energia. As plantas sob sistemas Agri-PV são adicionalmente protegidas de condições climáticas extremas, como frio, granizo ou luz solar excessiva. Ao utilizar módulos solares, redes e outros dispositivos de proteção contra pragas também podem ser integrados sem que estes reduzam o rendimento.

🌿🔋 Uso de energia solar

Outra vantagem importante dos sistemas Agri-PV em Heuchlingen é a utilização de energia solar gerada localmente. Isto não só serve para fornecer um fornecimento de energia sustentável para o próprio sistema, mas também apoia todo o LVWO (Instituto Estadual de Treinamento e Pesquisa em Viticultura e Fruticultura): O sistema Agri-PV de aproximadamente 1.000 metros quadrados pode fornecer uma parte significativa do As necessidades de eletricidade da LVWO são atendidas de forma sustentável e ecológica. Em tempos de altos preços da energia e de aquisição difícil, este é outro aspecto positivo desta planta piloto.”

🌿💦 O sistema de circulação de água e suas vantagens

Os circuitos fechados de água do sistema Agri-PV em Heuchlingen contribuem significativamente para a eficiência e a sustentabilidade. A água da chuva é sistematicamente coletada, armazenada e utilizada para irrigação. O excesso de água de irrigação que se acumula no substrato é reciclado e reaproveitado. Este processo não só melhora a eficiência dos recursos, mas também evita a contaminação das águas subterrâneas pelo excesso de nutrientes. Estas abordagens inovadoras não são apenas benéficas para o ambiente, mas também oferecem aplicações práticas aos agricultores, permitindo-lhes reduzir os seus custos operacionais e, ao mesmo tempo, serem mais ecológicos.

🌿🔍 Um plano para o futuro

O projecto “Região Modelo Agri-Fotovoltaica para Baden-Württemberg” pode, portanto, servir como um modelo para futuros sistemas agrícolas que sejam energeticamente e agricolamente eficientes. O sucesso e a avaliação contínuos destas plantas piloto podem ajudar a promover uma agricultura sustentável e ambientalmente consciente na Alemanha e em outros lugares. Através de investigação específica e de tecnologias inovadoras, mostra-se como a produção agrícola e a produção de energias renováveis ​​podem andar de mãos dadas para superar os desafios das alterações climáticas, garantindo ao mesmo tempo um abastecimento alimentar sustentável.

🌿🌞 Uma contribuição para a sustentabilidade global

A interação entre a geração de energia solar e a agricultura que economiza recursos ajuda a concretizar a visão de um futuro sustentável. As conclusões do projecto “Região Modelo Agri-Fotovoltaica para Baden-Württemberg” podem ser inovadoras para uma mudança global em direcção a uma agricultura ecológica e economicamente equilibrada. Esta abordagem inovadora mostra que é possível aliar a produção alimentar à crescente necessidade de energias renováveis ​​e, assim, dar um contributo decisivo para a resolução dos desafios globais.

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🌞🔋 Módulos fotovoltaicos transparentes: soluções solares inovadoras para agro-PV, estacionamentos solares e pérgulas urbanas

📚📚 O desenvolvimento e a integração das energias renováveis ​​progrediram rapidamente nos últimos anos. É dada especial atenção aos módulos fotovoltaicos (PV) transparentes. Estas soluções solares inovadoras não são apenas eficientes e sustentáveis, mas também versáteis. São igualmente adequados para sistemas fotovoltaicos agrícolas (Agri-PV), estacionamentos solares e pérgolas solares urbanas. Vamos dar uma olhada em profundidade nessas tecnologias fascinantes e suas aplicações.

🌞 🔍 Fotovoltaica transparente: uma visão geral

Os módulos fotovoltaicos transparentes diferem dos módulos solares convencionais em suas propriedades translúcidas. Eles possibilitam o aproveitamento da energia solar sem bloquear completamente a passagem da luz. Isto é conseguido através de materiais e tecnologias especiais que absorvem parcialmente a luz solar e a convertem em energia elétrica, permitindo a passagem do resto da luz.

🌿🌞 Agri-PV: Sinergia entre agricultura e energia solar

Agri-PV refere-se ao uso simultâneo de terras agrícolas para produção de alimentos e geração de energia solar. Os módulos fotovoltaicos transparentes desempenham um papel central nesta área, pois permitem a passagem da luz solar numa quantidade ideal para as plantas.

Na agricultura, a disponibilidade e distribuição de luz são cruciais para o crescimento das plantas. Ao colocar estrategicamente painéis fotovoltaicos transparentes sobre os campos, os agricultores podem regular a luz para garantir condições ideais de cultivo. Ao mesmo tempo, a eletricidade gerada pelos módulos pode ser utilizada diretamente na fazenda ou alimentada na rede elétrica. Esta dupla utilização contribui significativamente para a eficiência e a sustentabilidade.

Outra vantagem dos sistemas Agri-PV é a proteção das culturas contra condições climáticas extremas. Os módulos fotovoltaicos podem atuar como uma espécie de escudo protetor que protege as plantas da luz solar intensa, granizo ou chuva forte. Isto não só melhora o rendimento das culturas, mas também reduz o risco de danos nas culturas e aumenta a resiliência agrícola às flutuações climáticas.

🚗🔋 Vagas de estacionamento solares: mais do que apenas vaga de estacionamento

Os lugares de estacionamento solares são sistemas multifuncionais que se tornaram cada vez mais importantes nos últimos anos. Cobrir vagas de estacionamento com módulos fotovoltaicos não só gera energia adicional, mas também cria benefícios práticos para os usuários. Os veículos são protegidos das intempéries e o espaço é utilizado de forma eficiente.

Módulos fotovoltaicos transparentes oferecem uma vantagem especial aqui. Suas propriedades translúcidas garantem que as áreas abaixo não fiquem completamente escurecidas. Isto cria um ambiente agradável e seguro para os utilizadores do estacionamento, aumentando a visibilidade e a sensação geral de abertura.

Os estacionamentos solares também ajudam a reduzir o efeito de ilha de calor urbana. As superfícies de concreto e asfalto armazenam e refletem o calor, resultando em temperaturas mais altas nas áreas urbanas. Ao instalar painéis fotovoltaicos sobre estas superfícies, parte da energia solar é imediatamente convertida em eletricidade, reduzindo a quantidade de calor absorvido e refletido, ajudando assim a resfriar o ambiente.

Além disso, estes sistemas são ideais para integrar estações de carregamento de veículos elétricos. A energia solar gerada pode ser utilizada diretamente para carregar veículos, reduzindo ainda mais a dependência da energia fóssil e reduzindo a pegada de carbono. Isto é particularmente vantajoso em áreas urbanas onde o espaço é limitado e a utilização multifuncional é particularmente importante.

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🌇🌞 Pérgulas solares urbanas: a estética encontra a sustentabilidade

As pérgolas solares urbanas estão se tornando cada vez mais populares nas áreas urbanas. Estas estruturas combinam funções estéticas e práticas, proporcionando sombra e gerando energia solar. Os módulos fotovoltaicos transparentes são particularmente adequados porque permitem a passagem da luz natural e ainda proporcionam um sombreamento agradável.

Nos centros das cidades, estes painéis solares são frequentemente utilizados em parques públicos, praças ou em terraços como soluções inovadoras para a geração de energia. A integração de painéis solares em pérgolas elegantes não só embeleza a paisagem urbana, mas também contribui para a transição energética.

Uma vantagem significativa dos módulos fotovoltaicos transparentes em estruturas urbanas é a sua capacidade de tornar os edifícios e outras estruturas autossuficientes em energia. Imagine um centro de cidade em que todos os edifícios públicos, praças e áreas de trânsito sejam alimentados por energia solar. Isto poderia contribuir significativamente para reduzir o consumo urbano de energia proveniente de fontes fósseis.

O aspecto social também não deve ser negligenciado. As pérgulas solares oferecem às pessoas em áreas urbanas locais protegidos onde podem ficar e relaxar. Tais iniciativas não só promovem a utilização de energias renováveis, mas também a sensibilização e aceitação das tecnologias solares entre a população.

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🏛️🔋 Integração em estruturas existentes

Apesar das suas inúmeras vantagens, os módulos fotovoltaicos transparentes também enfrentam alguns desafios. Um dos maiores obstáculos é a integração destes sistemas nas estruturas existentes. A instalação de módulos fotovoltaicos transparentes requer uma estreita colaboração entre arquitetos, urbanistas e especialistas em energia para garantir que os requisitos estéticos, funcionais e técnicos sejam atendidos igualmente.

No entanto, os benefícios a longo prazo superam os negativos. O futuro pertence aos módulos fotovoltaicos transparentes, seja na agricultura, em estacionamentos ou em áreas urbanas. A sua ampla gama de utilizações e as melhores condições ambientais que criam são inestimáveis. Através da inovação contínua e do investimento em investigação e desenvolvimento, a tecnologia está a tornar-se cada vez mais eficiente e económica.

Concluindo, os módulos fotovoltaicos transparentes representam uma solução fundamental para os desafios do fornecimento de energia moderno. Ao integrar a energia solar de uma forma esteticamente agradável e funcionalmente eficaz, ajudam a satisfazer as nossas necessidades energéticas de uma forma sustentável, ao mesmo tempo que embelezam o nosso ambiente.

O futuro do fornecimento de energia não reside apenas em encontrar soluções eficientes e económicas, mas também aquelas que se adaptam harmoniosamente ao nosso quotidiano. Os módulos fotovoltaicos transparentes são um excelente exemplo de como tecnologias inovadoras podem nos levar adiante neste caminho.

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