Os sistemas agrovoltaicos, emergem como uma das mais promissoras inovações para a integração simultânea de atividades agrícolas e produção de energia solar. Esta tecnologia visa otimizar a utilização do solo, maximizando a eficiência tanto na produção agrícola como na produção de eletricidade, através de painéis fotovoltaicos. A Florestas de Iroko, como parte da sua visão de sustentabilidade e respeito pelos princípios da permacultura, explora o potencial dos agrovoltaicos para fomentar um equilíbrio entre a produção alimentar, energética e o bem-estar ambiental, numa abordagem holística e resiliente.
Através da eficiência dos sistemas de desenho da Permacultura, é possível criar uma sistema integrado às produções convencionais, tornando-as resilientes e altamente produtivas.
PONTO DE SATURAÇÃO DAS PLANTAS CULTIVADAS
O ponto de saturação luminosa das plantas é um conceito central nos sistemas agrovoltaicos. As plantas requerem luz solar para realizar a fotossíntese, mas apenas até determinado ponto. Para muitas culturas, este ponto de saturação situa-se entre 500 e 1.000 μmol m⁻² s⁻¹ (Dupraz et al., 2011). Após este limiar, o excesso de radiação solar não se traduz em maior produtividade e, em algumas situações, pode até provocar danos devido ao stress térmico e hídrico. No contexto agrovoltaico, os painéis solares, estrategicamente instalados, captam o excesso de radiação que de outra forma seria desperdiçado, sem comprometer o desenvolvimento das plantas.
Para a Florestas de Iroko, este conceito é particularmente relevante, pois permite otimizar as colheitas sob sombra parcial, especialmente em culturas com baixa necessidade de luz, como hortícolas, leguminosas e algumas plantas forrageiras. Estudos realizados por Marrou et al. (2013) demonstram que a sombra proporcionada pelos painéis fotovoltaicos pode reduzir o impacto das temperaturas extremas, resultando em plantas mais vigorosas e resistentes à seca. No caso de cultivos como alfaces e batatas, foi observado um aumento de produtividade sob estas condições controladas, o que sugere que os agrovoltaicos podem oferecer uma solução para o desafio do stress hídrico.
Aumento da Eficiência Energética Através do Arrefecimento Evapotranspirativo
Um dos benefícios cruciais dos sistemas agrovoltaicos, particularmente em climas quentes, é o efeito de arrefecimento proporcionado pela evapotranspiração das plantas. A evapotranspiração é o processo através do qual as plantas libertam vapor de água para a atmosfera, arrefecendo o ambiente circundante. Este arrefecimento natural tem impacto direto na eficiência dos painéis fotovoltaicos, cuja produção de eletricidade tende a diminuir à medida que a temperatura dos painéis aumenta. De acordo com Hassanpour et al. (2020), a evapotranspiração pode reduzir a temperatura dos painéis em até 15%, aumentando a eficiência energética em cerca de 3% a 5%.
Na Florestas de Iroko, onde a sustentabilidade ambiental é um pilar fundamental, a sinergia entre plantas e painéis solares maximiza a produção de energia, minimizando simultaneamente os impactos negativos do sobreaquecimento. Em regiões de climas quentes, como certas áreas onde a Florestas de Iroko opera, este efeito de arrefecimento natural pode ser determinante para o sucesso dos sistemas agrovoltaicos, contribuindo para a viabilidade económica e ambiental a longo prazo.
Integração Animal em Sistemas Agrovoltaicos
A integração de atividades pecuárias em sistemas agrovoltaicos é outra vertente com vasto potencial. Animais de pastoreio, como ovinos e caprinos, podem ser introduzidos nas áreas de produção fotovoltaica para controlar o crescimento da vegetação. Este tipo de pastoreio contribui para a redução de custos com manutenção mecânica ou química e, simultaneamente, melhora a fertilidade do solo através da deposição de matéria orgânica.
| Fator de Rentabilidade | Valores Estimados | Explicação | Fontes |
| Aumento da Receita Bruta | Até 25% | A integração de ovelhas reduz custos de manutenção, aumentando as receitas. | NREL, InSPIRE |
| Redução dos Custos de Manutenção | Redução de 15 a 30% | Custos de corte de vegetação eliminados através do pastoreio controlado. | NREL, InSPIRE |
| Aumento da Produtividade das Culturas | Até 60% em climas secos | Sombras dos painéis solares melhoram o rendimento das culturas em ambientes áridos. | Barron-Gafford et al. (2019) |
| Rentabilização por Co-localização | Utilização eficiente de 100% da área cultivável | Produção simultânea de energia e produtos agropecuários na mesma parcela. | NREL, InSPIRE |
| Redução no Uso de Herbicidas | Até 100% (eliminação completa) | Uso de pastoreio para controlo da vegetação sob os painéis, sem herbicidas. | NREL, InSPIRE |
| Aumento do Bem-Estar Animal | Redução de até 10-15ºC na temperatura corporal dos animais | Sombra dos painéis solares reduz o stress térmico nos animais. | NREL, InSPIRE |
Para a Florestas de Iroko, que já integra práticas de agropecuária sustentável, a introdução de ovinos sob os painéis fotovoltaicos pode promover a biodiversidade e reduzir a compactação do solo, além de gerar fontes adicionais de rendimento. Sontag et al. (2021) demonstram que a integração de pecuária em sistemas agrovoltaicos, pode também ajudar a mitigar as emissões de gases de efeito estufa, alinhando-se assim com os objetivos de sustentabilidade definidos.
Potencial de Receitas e Viabilidade Económica
A viabilidade económica dos sistemas agrovoltaicos é determinada pela capacidade de combinar fontes diversificadas de receitas. O arrendamento de terrenos para a instalação de painéis solares é uma prática rentável, sobretudo em regiões com alta incidência solar, onde os produtores podem beneficiar de contratos de compra de energia. Para além disso, as culturas sob sombra parcial podem apresentar maior valor de mercado, especialmente em nichos como a agricultura biológica. Majumdar et al. (2021) estima que as explorações agrovoltaicas podem aumentar as receitas globais em até 60%, quando comparadas com sistemas convencionais de produção agrícola ou energética.
Adicionalmente, a venda de créditos de carbono é outra fonte de receitas emergente, uma vez que os sistemas agrovoltaicos têm o potencial de reduzir significativamente as emissões associadas à produção agrícola intensiva. Ao integrar práticas agrícolas sustentáveis com a produção de energia solar, os produtores podem aceder a novos mercados de compensação de carbono, reforçando a viabilidade financeira e ambiental da sua operação. Para a Florestas de Iroko, esta combinação de fatores cria uma oportunidade única para maximizar a sustentabilidade económica, ambiental e social.
A integração de fotovoltaicos em produções agrícolas novas ou existentes, permite ao produtor beneficiar de receitas adicionais e prmover a produção de recursos, reduzindo a necessidades de recorrerà aquisição de insunos externos. Tudo depende da estratégia definida para a rentabilização da propriedade. Na Florestas de Iroko, trabalhamos ativamente para garantir fontes de receita diversificadas, promovendo sustentabilidade financeira e ambiental.
Agrovoltaicos e Recursos Hídricos: Captura de Água e Sistema de Rega
A integração entre sistemas agrovoltaicos e a gestão de recursos hídricos, revela-se fundamental para otimizar a eficiência tanto na produção de energia como na irrigação agrícola. A sinergia entre estas duas áreas permite não só a preservação e uso mais racional da água, como também oferece soluções inovadoras para arrefecer os painéis solares e, assim, melhorar a sua eficiência.
CAPTAÇÃO DE ÁGUA
A estrutura dos painéis fotovoltaicos em sistemas agrovoltaicos pode ser otimizada para a captura de água da chuva, o que é particularmente vantajoso em regiões áridas ou semiáridas. A inclinação dos painéis facilita o escoamento da água para sistemas de recolha, como cisternas ou reservatórios subterrâneos, onde a água pode ser armazenada e utilizada durante períodos de seca. Este processo pode reduzir a dependência de fontes externas de água para irrigação, promovendo a autossuficiência hídrica.
A implementação de painéis solares com esta funcionalidade não só maximiza a captação de energia solar, como também contribui para a sustentabilidade hídrica. Este sistema pode ser particularmente eficaz quando combinado com culturas que exigem uma gestão criteriosa da água, como hortícolas ou forrageiras.
Estudos como os de Barron-Gafford et al. (2019) demonstram que sistemas de recolha de água em estruturas fotovoltaicas podem capturar até 20% mais água do que superfícies agrícolas convencionais, tornando esta solução uma oportunidade valiosa para regiões onde o acesso à água é limitado.
Uma estratégia complementar à captação de água é a utilização de sistemas de rega que arrefeçam diretamente os painéis solares, aumentando assim a eficiência da conversão energética. À medida que a temperatura dos painéis fotovoltaicos aumenta, a sua eficiência tende a diminuir, com reduções estimadas entre 0,5% e 1% por cada aumento de 1°C acima da temperatura ideal de operação. A aplicação de sistemas de rega por aspersão, diretamente sobre os painéis, pode ajudar a manter a sua temperatura dentro de uma faixa ótima, maximizando simultaneamente a eficiência energética e a produção agrícola.
Para a Florestas de Iroko, esta abordagem pode ser aplicada em culturas que beneficiem de irrigação por aspersão, como os pastos destinados à pecuária, criando um sistema dual que tanto rega as plantas como arrefece os painéis solares. Esta solução é especialmente relevante durante os meses mais quentes, quando o stress térmico afeta não apenas as culturas, mas também o rendimento energético.
SISTEMA DE REGA
Evaporação e o Ciclo Hídrico Local
Outro aspeto importante é o papel da evaporação no ciclo hídrico local. A água que evapora após ser utilizada para arrefecer os painéis ou irrigar as culturas contribui para o aumento da humidade no ar, o que representa um efeito de retroalimentação positiva no microclima agrícola. A evaporação diminui a temperatura do solo e do ar, reduzindo o stress hídrico e térmico nas plantas, ao mesmo tempo que mantém os painéis a temperaturas ótimas de operação.
Integrando princípios de permacultura, o uso de recursos hídricos de forma eficiente e regenerativa é uma prioridade. A evaporação controlada, em conjunto com técnicas como a recolha de água da chuva e a irrigação por aspersão, pode criar um ambiente produtivo mais equilibrado, com menos desperdício de água e maior rendimento energético. Estas técnicas, ao promoverem um ciclo hídrico sustentável, reduzem a necessidade de bombear água de fontes externas.