Agrovoltaico: aplicação e desempenho de sistemas fotovoltaicos na agricultura

Abstract

A implementação de fontes de energia renovável, notadamente a energia solar fotovoltaica, representa uma solução concreta e viável, caracterizada por uma inserção exponencial no panorama energético. Os sistemas agrovoltaicos se destacam ao integrar a geração solar com atividades agrícolas, proporcionando não apenas energia limpa, mas também otimização do uso da terra e diversificação de renda para os agricultores. O presente trabalho avaliou quatro sistemas agrovoltaicos em cinco regiões brasileiras, utilizando o software System Advisor Model (SAM) para uma análise detalhada do fator de capacidade e produtividade de cada sistema. Em todas as regiões, os resultados evidenciaram a eficácia desses sistemas, destacando o sistema agrovoltaico com rastreador de 1 eixo horizontal e módulo bifacial como a opção mais vantajosa. Na Região Nordeste, por exemplo, o sistema apresentou um fator de capacidade de 19,62% e uma elevada produtividade de 1719,08 kWh/kWp, posicionando o sistema como líder em desempenho entre as regiões analisadas. Na região Centro-Oeste, o fator de capacidade anua resultou em 18,67% e sua produtividade anual em 1635,22 kWh/kWp. Em seguida a região Sudeste o fator de capacidade e produtividade resultou em 17,54% e 1536,66 kWh/kWp, respectivamente. E na região Sul com 16,64% de fator de capacidade e produtividade anual de 1457 kWh/kWp. Por outro lado, a Região Norte registrou resultados ligeiramente inferiores, com um fator de capacidade de 16,08% e uma produtividade de 1408,98 kWh/kWp, evidenciando variações regionais significativas. No entanto, é crucial ressaltar que, sendo uma tecnologia relativamente nova no Brasil, a complexidade das interações entre a geração de energia e as práticas agrícolas exige uma compreensão mais aprofundada para otimizar a implementação desses sistemas, considerando as peculiaridades de cada cultura e região. Essa conclusão ressalta não apenas o potencial energético, mas também os benefícios ambientais associados à geração de energia limpa e à melhoria da eficiência agrícola. Investir na implementação de sistemas agrovoltaicos no Brasil surge como uma medida estratégica para beneficiar tanto o setor agrícola quanto a matriz energética do país, mas requer um compromisso contínuo com a pesquisa e desenvolvimento para garantir o sucesso a longo prazo dessa inovadora abordagem.

The implementation of renewable energy sources, notably photovoltaic solar energy, represents a concrete and viable solution, characterized by an exponential insertion in the energy panorama. Agrovoltaic systems stand out by integrating solar generation with agricultural activities, providing not only clean energy, but also optimizing land use and income diversification for farmers. This work evaluated four agrovoltaic systems in five Brazilian regions, using the System Advisor Model (SAM) software for a detailed analysis of the capacity and productivity factor of each system. In all regions, the results showed the effectiveness of these systems, highlighting the agrovoltaic system with a 1-horizontal axis tracker and bifacial module as the most advantageous option. In the Northeast Region, for example, the system presented an capacity factor of 19.62% and a high productivity of 1719.08 kWh/kWp, positioning it as a leader in performance among the regions analyzed. In the Central-West region, the annual capacity factor was calculated at 18.67% and its annual productivity at 1,635.22 kWh/kWp. Then in the Southeast region, the capacity and productivity factor was improved by 17.54% and 1536.66 kWh/kWp, respectively. And in the South region with 16.64% capacity factor and annual productivity of 1457 kWh/kWp.On the other hand, the North Region recorded slightly lower results with a capacity factor of 16.08% and a productivity of 1408.98 kWh/kWp, showing significant regional variations. However, it is crucial to highlight that, as it is a relatively new technology in Brazil, the complexity of the interactions between energy generation and agricultural practices requires a deeper understanding to optimize the implementation of these systems, considering the peculiarities of each culture and region. This conclusion highlights not only the energetic potential but also the environmental benefits associated with generating clean energy and improving agricultural efficiency. Investing in the implementation of agrovoltaic systems in Brazil appears as a strategic measure to benefit both the agricultural sector and the country's energy matrix but requires a continuous commitment to research and development to ensure the long-term success of this innovative approach.