Uma equipa de investigação da Universidade de Jaén desenvolveu uma nova arquitetura de painéis solares que permite a passagem da luz necessária para o desenvolvimento das culturas, sem sacrificar a eficiência na produção de eletricidade.

O desafio da luz e os objetivos climáticos

Para cumprir as metas de descarbonização, a paisagem rural está a transformar-se rapidamente com a instalação massiva de painéis solares. Enquanto nações com vasta extensão territorial, como a China, conseguem compatibilizar esta expansão com outras atividades, países com territórios mais limitados enfrentam um desafio logístico.

O conflito pelo uso do solo é evidente: as terras férteis e irrigadas são frequentemente as mesmas cobiçadas para a instalação de parques fotovoltaicos.

Neste contexto, a agrovoltaica surge como a solução de compromisso, permitindo a coexistência da agricultura e da produção de energia. No entanto, existe um obstáculo físico fundamental: a sombra projetada pelos painéis tradicionais prejudica o crescimento de muitas culturas.

Com as previsões a apontarem para um aumento da temperatura global entre 1,5 e 3,2 graus, a União Europeia estabeleceu metas ambiciosas: 30% de energia proveniente de fontes renováveis até 2030 e neutralidade climática até 2050. Embora a energia eólica desempenhe um papel crucial, é a fotovoltaica que tem sido amplamente adotada pela maioria dos países.

Contudo, para que a agrovoltaica se consolide sem prejudicar a segurança alimentar, é importante desenvolver painéis que permitam a passagem de luz suficiente para a fotossíntese. Foi precisamente neste ponto que a Universidade de Jaén concentrou os seus esforços.

Num estudo publicado na Science Direct, os investigadores detalham uma tecnologia capaz de gerar eletricidade de forma eficiente enquanto garante que as plantas recebem a radiação necessária para o seu ciclo biológico.

Os parâmetros técnicos fundamentais considerados foram a transmitância visível média e a transmitância fotossintética média. Estudos indicam que, para a maioria das culturas agrícolas, este valor deve situar-se em torno dos 60%. Abaixo desse limiar, a produtividade agrícola fica comprometida.

A inovação tecnológica os painéis solares: RearCPVbif

A indústria fotovoltaica tem explorado painéis “transparentes” através de duas abordagens principais:

  • Painéis não seletivos (que deixam espaços entre células ou usam materiais menos opacos, perdendo eficiência);
  • Painéis seletivos por comprimento de onda (que absorvem UV e infravermelhos, deixando passar a luz visível).

A proposta da equipa distingue-se destas soluções convencionais. O sistema, batizado de RearCPVbif (Rear Concentrator Photovoltaic bifacial), é um módulo semitransparente inovador.

Ao contrário dos designs tradicionais, esta tecnologia utiliza concentradores óticos traseiros. O sistema concentra e redireciona a luz refletida para a parte posterior das células bifaciais. O resultado é um aumento substancial na produção de energia elétrica sem reduzir a transparência ótica do módulo.

Em declarações à PV-Magazine, Álvaro Varela-Albacete, coautor do estudo, confirma que esta tecnologia atinge o fator de transparência crucial de 60%, tornando-a viável para a grande maioria das culturas hortícolas.

Para além da luz, a temperatura é um fator crítico na agricultura. O estudo assegura que o comportamento térmico dos módulos é adequado, mantendo a temperatura da célula abaixo dos 70 graus Celsius durante os testes. Este controlo é essencial para evitar a criação de um “efeito de estufa” artificial que poderia alterar os padrões de crescimento das plantas sob os painéis.

A tecnologia já despertou o interesse do setor. Eduardo Fernández, outro coautor da investigação, revela que já estão em curso conversações com diversas organizações para acelerar o desenvolvimento e a comercialização do sistema RearCPVbif.

 

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