Pesquisadores demonstraram que o uso de painéis solares coloridos e translúcidos pode simultaneamente gerar eletricidade e produzir culturas nutritivas, levando a perspectivas de maior renda para os agricultores e maximizando o uso da terra agrícola.
Ao permitir que os agricultores diversifiquem suas carteiras de investimento, esse novo sistema pode fornecer proteção financeira contra flutuações nos preços de mercado ou mudanças na demanda e mitigar os riscos associados à falta de confiabilidade climática. Em uma escala maior, pode aumentar muito a capacidade de fornecimento de energia solar para gerar eletricidade sem afetar a produção agrícola.
Esta não é a primeira vez que painéis solares semitransparentes são usados para produzir culturas e eletricidade ao mesmo tempo, uma técnica conhecida como agrofotovoltaica. Mas em uma nova adaptação, os pesquisadores usaram painéis de cor laranja para aproveitar ao máximo os comprimentos de onda (ou cores) da luz que podem passar por eles.
Painéis solares coloridos absorvem comprimentos de onda azuis e verdes para gerar eletricidade. Os comprimentos de onda laranja e vermelho passam, permitindo que as plantas abaixo cresçam. Enquanto as culturas cultivadas em sistemas agrícolas padrão recebem menos da metade de sua luz total, as cores que passam pelos painéis são as mais adequadas ao seu crescimento.
“Para uma cultura de alto valor como o manjericão, o valor da geração de eletricidade simplesmente compensa a perda de produção de biomassa dos painéis solares coloridos. No entanto, quando culturas como espinafre são de menor valor, isso tem vantagens financeiras significativas. Este pesquisador principal Dr. Paolo Bombelli da Universidade de Cambridge's Departamento de Bioquímica disse.
Sob condições normais de cultivo, o valor combinado de espinafre e eletricidade produzida usando um sistema fotovoltaico agrícola colorido é 35% maior do que o cultivo de espinafre sozinho. Em comparação, o ganho financeiro total para o manjericão cultivado dessa forma é de apenas 2,5%. O cálculo usa os preços atuais de mercado: o manjericão é vendido por cerca de cinco vezes mais do que o espinafre. O valor da eletricidade produzida é calculado assumindo que ela será vendida para a Rede Nacional Italiana, que realizou o estudo.
& quot;Nossos cálculos são uma estimativa bastante conservadora do valor financeiro geral do sistema. De fato, se os agricultores comprassem eletricidade da rede nacional para administrar suas casas, os benefícios seriam maiores," disse o professor Christopher Howe, da Universidade da Califórnia, EUA. O Departamento de Bioquímica da Universidade de Cambridge's também participou da pesquisa.
O estudo descobriu que o manjericão cultivado sob painéis solares coloridos teve um rendimento comercializável 15% menor e o espinafre cerca de 26% menor do que as condições normais de cultivo. No entanto, as raízes do espinafre crescem muito menos do que os caules e as folhas: há menos luz disponível e a planta coloca energia no crescimento"painéis bio-solares" para capturar a luz.
A análise laboratorial de folhas de espinafre e manjericão cultivadas sob as placas mostrou que ambos apresentaram maiores concentrações de proteína. Os pesquisadores acreditam que as plantas podem produzir proteínas adicionais para aumentar sua capacidade de fotossíntese sob condições de luz reduzida. Para acomodar a luz reduzida, o espinafre produz caules mais longos que facilitam a colheita ao levantar as folhas do solo.
“Do ponto de vista de um agricultor, é benéfico se suas folhas verdes tiverem folhas maiores, a parte comestível da planta que pode ser vendida. À medida que a demanda global por proteína continua a crescer, é possível aumentar a proteína nas culturas de plantas A tecnologia de conteúdo também seria muito benéfica.”
A principal autora do estudo', Dra. Eleanor Thompson, da Universidade de Greenwich, disse:"Com tantas culturas atualmente crescendo sob algum tipo de cobertura transparente, não há perda de terra para produção adicional de energia usando painéis solares coloridos."
Todas as plantas verdes convertem a luz do sol em energia química que alimenta seu crescimento através da fotossíntese. Os experimentos foram realizados na Itália usando duas culturas de teste. O espinafre (Spinacia oleracea) representa uma cultura de inverno: cresce com menos luz solar e tolera o frio. O manjericão (Ocimum basilicum) representa uma cultura de verão que requer muita luz e temperaturas mais elevadas.
Os pesquisadores estão atualmente discutindo mais testes do sistema para ver como o sistema funciona em outras culturas e como o cultivo principalmente sob luz vermelha e laranja afeta as culturas no nível molecular.