Energia solar agrícola para fruticultura: Energia fotovoltaica agrícola em Baden-Württemberg e Renânia-Palatinado para o cultivo de frutas e vegetais com emissão zero de CO2

O ministro-presidente de Baden-Württemberg, Winfried Kretschmann, o agricultor Hubert Bernhard e o professor Andreas Bett, chefe do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar, inauguraram a usina agrofotovoltaica em Kressbronn. – Imagem: Fraunhofer ISE

Como parte do projeto de pesquisa "Região Modelo de Agrofotovoltaica para Baden-Württemberg", o Centro de Competência em Fruticultura do Lago de Constança, o Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar ISE e outros onze parceiros estão construindo e testando cinco usinas-piloto de agrofotovoltaica em Baden-Württemberg. Hoje, o Ministro-Presidente Winfried Kretschmann inaugurou a usina instalada sobre macieiras na fazenda de frutas Bernhard, em Kressbronn, às margens do Lago de Constança. O projeto de pesquisa, que tem duração até 2024, é financiado pelos ministérios estaduais do Meio Ambiente, Clima e Energia, e da Alimentação, Desenvolvimento Rural e Proteção do Consumidor. O objetivo do projeto é examinar detalhadamente o conceito de agrofotovoltaica (agri-PV), com foco em frutas de caroço e bagas em Baden-Württemberg.

“A agrofotovoltaica oferece uma enorme oportunidade para a agricultura, a sustentabilidade e o fornecimento de energia. Com a região modelo de agrofotovoltaica de Baden-Württemberg, queremos demonstrar como alcançar o dobro da colheita – neste caso, por exemplo, energia solar e maçãs. Estamos investindo um total de quase € 2,5 milhões para esse fim nos próximos três anos. A inauguração da usina em Kressbronn marca um marco importante. Sou grato pelo trabalho pioneiro e desejo muito sucesso a todos os envolvidos”, disse o Ministro-Presidente Kretschmann em seu discurso de abertura. A usina agrofotovoltaica em Kressbronn é uma das cinco usinas de pesquisa e demonstração com uma potência nominal combinada de até 1.700 quilowatts. Elas estão sendo construídas em Bavendorf, Heuchlingen, Karlsruhe, Kressbronn e Oberkirch-Nußbach.

O objetivo principal do projeto é responder a questões em aberto sobre o uso duplo da terra para agricultura e geração de energia solar. Através do desenvolvimento e construção de usinas-piloto personalizadas em cinco locais diferentes, com diversas culturas de frutas e bagas, será investigada a viabilidade de várias aplicações e tecnologias promissoras, e serão exploradas variações de projeto. A experiência inicial adquirida com a construção de uma usina agrofotovoltaica para o cultivo de frutas na Renânia-Palatinado já foi incorporada ao planejamento dos diferentes projetos de usina.

Pesquisadores do Centro de Competência em Fruticultura do Lago de Constança (KOB) e do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar (ISE) estão conduzindo uma análise detalhada do crescimento das plantas sob os módulos na usina agrofotovoltaica em Kressbronn. "Isso inclui investigar os efeitos da variação do sombreamento no crescimento e na ecofisiologia das maçãs, bem como pesquisar o impacto do uso de pesticidas nos módulos fotovoltaicos", explica Oliver Hörnle, gerente de projetos do Fraunhofer ISE. O Dr. Ulrich Mayr, vice-diretor administrativo do KOB, acrescenta: "Para nós, a agrofotovoltaica é mais um importante pilar para a produção sustentável de frutas no Lago de Constança: produção de maçãs protegida, e portanto segura e de alta qualidade, combinada com a geração de energia solar."

“Desde 2010, geramos energia solar nos telhados dos nossos edifícios agrícolas e nos perguntamos: será que também poderíamos produzir eletricidade usando as redes antigranizo sobre os nossos pomares? O resultado é o primeiro sistema agrofotovoltaico instalado acima de um pomar existente. A área coberta é de aproximadamente 0,4 hectares e o sistema tem uma potência nominal de pouco menos de 250 quilowatts”, relata o agricultor Hubert Bernhard, explicando sua motivação para ceder terras agrícolas para o projeto piloto.

No âmbito do projeto de pesquisa "Cultivo de Frutas com Energia Fotovoltaica Agrícola", o Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar ISE, em conjunto com outros parceiros de pesquisa, estabeleceu uma instalação de pesquisa em energia fotovoltaica agrícola para macieiras e árvores frutíferas em espaldeira na fazenda de frutas orgânicas Nachtwey, em Gelsdorf, Renânia-Palatinado. Trata-se da primeira instalação desse tipo na Alemanha. A área experimental total do projeto de pesquisa abrange aproximadamente 9.100 metros quadrados, e o sistema fotovoltaico agrícola de 258 kWp foi instalado em cerca de um terço do terreno. O objetivo principal do projeto, financiado pelo Ministério da Proteção Climática, Meio Ambiente, Energia e Mobilidade da Renânia-Palatinado (MKUEM) e pelo Ministério Federal da Alimentação e Agricultura (BMEL), é aumentar a resiliência climática na fruticultura e garantir uma produção segura e sustentável de maçãs com geração adicional de energia solar.

Como parte do projeto, que tem duração total de cinco anos, diversas questões de pesquisa serão investigadas utilizando oito variedades de maçã.

O projeto compara inicialmente a produção de maçãs no mesmo local sob quatro sistemas diferentes de proteção de cultivos: proteção com película (impermeável à chuva), proteção contra granizo (permeável à chuva) e sistemas fotovoltaicos agrícolas com módulos fotovoltaicos translúcidos instalados permanentemente (impermeáveis ​​à chuva), bem como módulos fotovoltaicos com rastreamento solar (permeáveis ​​à chuva quando necessário). Dois tipos diferentes de módulos com células solares dispostas de forma distinta (em faixas ou blocos) são utilizados. O projeto visa investigar em que medida os sistemas fotovoltaicos agrícolas podem proteger plantas e frutos de influências ambientais nocivas, como granizo, chuva forte, queimaduras solares, geadas ou temperaturas extremas. Além disso, testará como diferentes manejos de luz, por meio de várias configurações de módulos fotovoltaicos, afetam o crescimento das plantas e a produtividade agrícola. Por fim, o sistema será avaliado em relação à estética da paisagem, viabilidade econômica, compatibilidade social e parâmetros agronômicos.

Stephan Schindele, Chefe de Gestão de Produtos Agri-PV, comenta sobre o projeto: “Enxergamos a Agri-PV como uma solução de longo prazo para apoiar os agricultores na adaptação às consequências das mudanças climáticas. Podemos preservar o ecossistema existente e até mesmo aprimorá-lo por meio de sinergias e geração de energia solar. Após a implementação bem-sucedida do cultivo profissional de frutas vermelhas com Agri-PV na Holanda, estamos agora dando um passo importante em direção ao cultivo de frutas em espaldeira em Gelsdorf. Reconhecemos que o potencial e as sinergias da Agri-PV combinadas com maçãs, peras, cerejas, kiwis e outras culturas perenes podem ser consideráveis. Queremos explorar esse potencial de forma permanente e viabilizar a expansão da energia fotovoltaica sem restringir a produtividade agrícola.”

Vantagens econômicas para os agricultores

Além de se adaptar às mudanças climáticas e proteger os ativos agrícolas, o projeto agrofotovoltaico em Gelsdorf também visa demonstrar vantagens econômicas para os agricultores. Essas vantagens incluem, entre outras, custos de energia permanentemente mais baixos e previsíveis, custos de investimento reduzidos em proteção de cultivos e custos operacionais e de descarte de resíduos mais baixos.

Andreas Steinhüser, Vice-líder do Grupo de Agrofotovoltaica do Fraunhofer ISE: “O projeto de pesquisa ‘Agri-PV Fruit Growing’ visa não apenas demonstrar maneiras de reduzir as emissões de CO2 na agricultura, mas também evitar o uso de materiais de curta duração e a aplicação de pesticidas e fungicidas, contribuindo assim de forma crucial para a proteção climática. Além disso, também estamos focando em questões sociais como aceitação e compatibilidade social, pois esses aspectos desempenharão um papel decisivo na disseminação da agrofotovoltaica.”

A eletricidade gerada pelo sistema agrofotovoltaico pode ser utilizada em áreas a montante e a jusante da produção de maçãs. Em primeiro lugar, o trator elétrico a bateria Fendt 100 Vario, fornecido pela AGCO GmbH, é carregado com a eletricidade gerada pelo sistema. Em segundo lugar, a energia também é utilizada para alimentar o sistema de irrigação com eletricidade agrofotovoltaica autogerada. A câmara frigorífica já é abastecida com energia verde proveniente de um sistema fotovoltaico instalado no telhado. No geral, a implementação de um conceito de energia operacional visa reduzir significativamente as emissões de CO2 na fazenda por meio da eletrificação solar.

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