A pesquisa mostra benefícios no sistema de compartilhamento solar, agrícola.
- O sombreamento protege as culturas da luz solar e das temperaturas quentes.
- As culturas abaixo criam condições de temperatura ideais para o desempenho do painel solar.
- Combinar solar com terras agrícolas é solução para a escassez de terras
Os agricultores do Japão podem gerar eletricidade solar enquanto cultivam na mesma terra. Em abril de 2013, o Ministério da Agricultura, Florestas e Pescas (MAFF) aprovou a instalação de sistemas fotovoltaicos em terras agrícolas produtoras de culturas existentes. Anteriormente, a geração solar em terras agrícolas, produtivas ou ociosas, era proibida pela Lei de Terras Agrícolas.
Essa coexistência ou geração dupla é conhecida como “Compartilhamento Solar” no Japão. O conceito foi desenvolvido originalmente por Akira Nagashima em 2004, que era um engenheiro aposentado de máquinas agrícolas que mais tarde estudou biologia e aprendeu o “ponto de saturação da luz”. A taxa de fotossíntese aumenta à medida que o nível de irradiância aumenta; no entanto, a certa altura, qualquer aumento adicional na quantidade de luz que atinge a planta não causa aumento na taxa de fotossíntese.
Sabendo que o excesso de sol não ajudaria no crescimento das plantas, Nagashima teve a idéia de combinar sistemas fotovoltaicos e agricultura. Ele criou e originalmente patenteou uma estrutura especial, que é muito parecida com uma pérgola em um jardim. Ele criou alguns campos de teste com diferentes taxas de sombreamento e culturas diferentes. As estruturas que ele criou são feitas de tubos e fileiras de painéis fotovoltaicos, que são organizados com certos intervalos para permitir que a luz do sol seja suficiente para atingir o solo para a fotossíntese.
À primeira vista, a estrutura pode parecer bastante “acanhada”. Uma das razões é que o MAFA exige que os sistemas fotovoltaicos possuam uma estrutura simples (sem bases de concreto) e que sejam facilmente desmontados. O MAFA também exige que as estruturas de montagem fotovoltaica sejam projetadas e construídas para garantir a luz solar adequada para as culturas e espaço para que as máquinas agrícolas possam se movimentar.
No entanto, Nagashima disse que o objetivo dessas diretrizes é que os agricultores continuem “cultivando” e impeçam os agricultores de converter totalmente as terras produtivas em instalações solares. Com base nos testes realizados em seus locais de testes solares na província de Chiba, ele recomenda uma taxa de sombreamento de cerca de 32% para um espaço de terras agrícolas para alcançar um crescimento adequado das culturas. Em outras palavras, há duas vezes mais espaço vazio para cada módulo fotovoltaico instalado. Para garantir a agricultura contínua, os comitês agrícolas municipais exigem que os agricultores relatem quantidades anuais de cultivo e exijam a retirada do sistema fotovoltaico da terra se a quantidade de culturas cultivadas nas terras compartilhadas por energia solar for reduzida em mais de 20%, em comparação com o período anterior. Instalação -PV.
“O compartilhamento solar pode reativar o setor agrícola em declínio”, disse Makoto Takazawa, proprietário do Projeto de Compartilhamento Solar Kazusatsurumai, de 34,4 kW (Figura 2) na província de Chiba. Este é o primeiro projeto no país a tirar proveito do esquema FIT. Os agricultores do Japão estão enfrentando problemas sérios, como redução das receitas agrícolas e subsequentemente falta de sucessores. Muitos pequenos agricultores são forçados a conseguir um segundo emprego para sustentar a vida. Takazawa aprendeu o conceito com Nagashima e descobriu que a agricultura compartilhada por energia solar é uma maneira de revitalizar os agricultores japoneses, oferecendo oportunidades para aumentar a renda e contribuir para a necessidade de energia do país.
Takazawa instalou 348 painéis fotovoltaicos em um pequeno terreno de 750 metros quadrados. Os painéis fotovoltaicos são instalados em tubos com 3 metros de altura do solo. Linhas de painéis fotovoltaicos são instalados a cada 5 metros. Sob o sistema fotovoltaico, o pai de Takasawa cultiva amendoim, inhame, berinjela, pepino, tomate e taros (Figura 3) e cultivará repolhos durante o inverno. Esses vegetais são vendidos em uma rua próxima e consumidos por seus vizinhos.
O custo do sistema que produz 35.000 kWh anualmente custa à Takazawa cerca de ¥ 12,6 milhões (US $ 126.000). Tendo garantido a primeira taxa FIT disponível de ¥ 42 / kWh por 20 anos, ele ganhará 1,6 milhão de ienes (~ US $ 16.000) por ano, enquanto ganha apenas ¥ 100.000 (~ US $ 1.000) anualmente na agricultura. Como ele, “o campo tem potencial para criar energia limpa, estimulando a economia local. Espero que isso (a receita da FIT) atraia os jovens a voltar para o campo ”, disse Takizawa.
Na província de Aichi, Tsuboi projetou e construiu um sistema de 50 kW sobre as árvores cítricas em crescimento. Cerca de 600 painéis fotovoltaicos são instalados em 7,7 acres das terras agrícolas, montados em tubos de aço de 5 metros de altura. O tipo de citros que ele está cultivando é chamado Dekobon, um híbrido japonês de tangerina e laranja. Como Dekobons é colhido sob o sistema fotovoltaico, ele os vende sob o nome “Solarbon”. Como muitos outros agricultores, Tsuboi também tem outro emprego além da agricultura. Este ano, ele espera que o sistema fotovoltaico traga 2,5 milhões de ienes (~ US $ 25.000) como uma renda adicional.
Muitos questionaram a estabilidade e a durabilidade da estrutura fotovoltaica da família compartilhada solar. Nagashima afirmou que seus sistemas, feitos de tubos finos sem base de concreto, resistiram a fortes ventos e terremotos durante os desastres do tsunami de Fukushima em 2011. Esses sistemas são extremamente leves e a instalação de painéis fotovoltaicos é espaçada, permitindo que o ar flua entre eles. os painéis. Isso eliminará a preocupação de que os painéis recebam carga de vento e sejam expelidos, reduzindo assim a necessidade de hardware de montagem complicado e caro.
Nagashima sugere agricultura compartilhada por energia solar para fazendas nos EUA. Ele apontou alguns benefícios dos sistemas fotovoltaicos sobre a grama nas pastagens: o sistema fotovoltaico pode fornecer sombra para o gado ou ovelhas descansarem por baixo e, devido ao maior nível de umidade do solo, o sombreamento reduzirá despesas de irrigação.
Para o Japão, serão necessários cerca de 2,5 milhões de acres de terra para fornecer eletricidade total do Japão com energia fotovoltaica. Sob a família compartilhada solar, serão necessários cerca de 7 milhões de acres de terras agrícolas para fornecer a mesma quantidade de eletricidade. Atualmente, o Japão tem mais de 11,3 milhões de acres de terras agrícolas disponíveis. “Antes das Revoluções Industriais, os agricultores forneciam culturas e energia (lenha e carvão) para a sociedade. A agricultura compartilhada por energia solar faz novamente com que os agricultores forneçam dois produtos importantes da natureza e revitalize o setor agrícola ”, afirmou Nagashima.
Bem-vindo ao verificar com a equipe Solaracks sobre a estrutura de montagem solar compartilhada, podemos fornecer projeto para determinadas áreas do terreno.
Artigo fonte: https://www.renewableenergyworld.com/articles/2013/10/japan-next-generation-farmers-cultivate-agriculture-and-solar-energy.html#gref
