A combinação de painéis solares com a produção agrícola, conhecida como agrivoltaica, promete otimizar o uso da terra ao gerar energia e alimentos no mesmo espaço. No entanto, a rentabilidade dessa prática depende fortemente do clima e da cultura plantada. É o que indica uma investigação liderada por Mengqi Jia na Universidade de Illinois Urbana-Champaign, nos Estados Unidos.
Modelo avalia três cenários de uso da terra
Os investigadores construíram um modelo económico para calcular o lucro líquido anual por hectare em três situações distintas: agricultura convencional, instalações solares independentes e sistemas agrivoltaicos. Nos cenários com painéis e plantas lado a lado, a estrutura fotovoltaica cobriu 33 % da área analisada.
Para refletir a realidade do campo, a equipa simulou 15 anos de operação, considerando variações de mercado, custos de implementação e diferentes zonas climáticas, que vão de regiões húmidas a zonas semiáridas. As culturas escolhidas foram milho e soja, por estarem entre as mais cultivadas em operações de grande escala na América do Norte.
Clima húmido diminui produtividade de milho e soja
Nos locais com elevada umidade média, o sombreamento provocado pelos painéis reduziu a entrada de luz nas plantas, comprometendo a fotossíntese. Como resultado, a produtividade do milho caiu 24 % e a da soja 16 %. A perda de rendimento reduziu os ganhos dos agricultores, mesmo quando adicionada a receita proveniente da venda de eletricidade à rede.
Segundo os autores, elevar a altura dos painéis poderia atenuar o impacto da sombra, mas o investimento adicional em estruturas de suporte encarece o projeto e restringe a competitividade face às usinas solares convencionais construídas fora das propriedades agrícolas.
Semiárido beneficia soja e modera perdas no milho
O cenário muda quando a agrivoltaica é aplicada em regiões com clima semiárido. Nesses locais, a sombra exerce um efeito positivo ao diminuir a temperatura do solo e reduzir a evaporação da água. O stress hídrico das plantas é aliviado, fenómeno que levou a um aumento de 6 % na produção de soja e a uma queda mais modesta no milho, quando comparado ao cultivo pleno de sol.
Nestas condições, a receita combinada de energia e grãos superou a obtida pela agricultura tradicional e, em vários casos, também se mostrou superior à de fazendas solares independentes instaladas na mesma área. A maior estabilidade de rendimento, sobretudo em anos secos, contribuiu para tornar o sistema mais atraente economicamente.
Mercado e microclima influenciam decisão final
Além da disponibilidade hídrica, fatores de mercado como preços de commodities, tarifas de eletricidade e contratos de arrendamento de terras influenciam a viabilidade do modelo. Conforme o estudo, oscilações nos valores de milho e soja podem deslocar o ponto de equilíbrio entre receita agrícola e receita energética, alterando a atratividade da tecnologia.
Imagem: Tecnologia e Inovação
O microclima criado pela própria estrutura fotovoltaica também interfere no resultado. Ventilação, umidade relativa e temperatura do ar sob os painéis variam conforme o design adotado. A configuração mais fechada maximiza a geração de eletricidade, mas tende a prejudicar culturas sensíveis à luminosidade, ao passo que arranjos espaçados favorecem as plantas, porém reduzem o output energético por hectare.
Implicações para políticas públicas e investidores
De acordo com o professor Kaiyu Guan, coautor da pesquisa, os dados oferecem suporte científico para orientar políticas de uso do solo. «A agrivoltaica pode beneficiar produtores de soja em regiões semiáridas, mas os custos de instalar painéis elevados limitam sua competitividade em áreas húmidas», afirmou.
Para governos e investidores privados, a recomendação é avaliar projetos caso a caso, considerando clima regional, oferta hídrica, preço da terra e incentivos à energia renovável. As conclusões sugerem que subsídios dirigidos ou linhas de financiamento específicas podem ser necessários para tornar o sistema viável em zonas onde a produtividade agrícola sofre maior impacto negativo.
Perspectivas e próximos passos
A investigação concentrou-se em milho e soja, culturas predominantes em grande parte das planícies norte-americanas. Pesquisas futuras podem ampliar o escopo para hortaliças, frutas e sistemas de pastagem, que respondem de maneira distinta ao sombreamento. Além disso, estudos de longo prazo sobre biodiversidade, saúde do solo e redução de emissões de carbono poderão reforçar ou revisar a relação custo-benefício encontrada até o momento.
Mesmo com essas incertezas, o trabalho da Universidade de Illinois indica que a agrivoltaica não é solução universal. Em vez disso, trata-se de uma ferramenta que pode ampliar rendimentos agrícolas e energéticos em condições específicas, sobretudo onde a radiação solar excessiva limita o crescimento das culturas.
À medida que a expansão de energias renováveis pressiona a disponibilidade de terra arável, sistemas combinados tendem a ganhar espaço no debate sobre segurança alimentar e transição energética. A chave, segundo os autores, reside em alinhar desenho técnico, clima local e condições de mercado para que a conta feche tanto para agricultores quanto para desenvolvedores de energia solar.
