“A tecnologia de módulos fotovoltaicos semitransparentes (STPV) surgiu como uma solução potencial para mitigar os efeitos negativos da sombra densa em sistemas de cultivo, mantendo uma alta densidade de módulos”, afirmaram os pesquisadores. “Até onde sabemos, este é o primeiro experimento de pesquisa replicado que avalia os tipos de transparência dos módulos em um campo de hortaliças irrigado.”

O experimento foi conduzido ao longo de duas safras agrícolas, 2020 e 2021. O local do estudo ficava em Fort Collins, Colorado, EUA, em um campo destinado à pesquisa. No total, o crescimento de seis hortaliças foi testado: pimenta jalapeño, pimentão, alface, abobrinha, tomate chocolate da Tasmânia e tomate vermelho.

“Havia três fileiras plantadas em toda a área – norte, central e sul”, explicou o grupo. “Alface, pimentão e tomate foram plantados em duas sub-fileiras deslocadas em canteiros de 0,9 m cobertos com cobertura plástica preta nas fileiras norte e sul. Abóbora foi plantada exclusivamente na fileira central nos dois anos, com espaçamento de 1,2 m entre as plantas.”

Quanto aos módulos fotovoltaicos, os cientistas utilizaram três de cada tipo. Eles foram instalados em uma posição fixa de 35 graus voltados para o sul, com a borda inferior dos módulos a 1.220 mm do solo e a parte traseira a uma altura de 2.360 mm. Os módulos ST-CdTe tinham uma potência nominal de 57 W, os BF-Si tinham 360 W e os O-Si tinham 325 W.

“Cada uma das 12 subparcelas de cultivo, incluindo tanto os painéis fotovoltaicos quanto as parcelas de controle, tinha uma largura de 4,3 m, com um espaçamento de 4,3 m entre as subparcelas adjacentes”, disseram os pesquisadores. “Devido à configuração de montagem em poste único, a sombra projetada pelos módulos se movia ao longo do dia. Com isso, as plantações recebiam sol direto no início da manhã e no final da tarde, com sombra máxima durante os horários de pico e imediatamente abaixo dos módulos.”

De acordo com os resultados, a abóbora de verão cultivada nos três tipos de módulos apresentou rendimentos significativamente menores do que a parcela de controle, independentemente do tipo de transparência do módulo. Enquanto na parcela de controle, sob condições de sol pleno, a abóbora rendeu 5,1 kg por planta, no cenário BF-Si o rendimento foi de 3,2 kg, no cenário O-Si também foi de 3,2 kg e no cenário ST-CdTe foi de 4,1 kg.

Os demais vegetais apresentaram rendimentos médios iguais ou superiores ao controle sob o tratamento com 40% de transparência de ST-CdTe, porém sem diferenças estatisticamente significativas. As pimentas jalapeño renderam 155 g por planta em pleno sol, 161 g em BF-Si, 155 g em O-Si e 162 g em ST-CdTe, enquanto o pimentão rendeu 295 g por planta em pleno sol, 294 g em BF-Si, 278 g em O-Si e 346 g em ST-CdTe.

“A otimização do sistema fotovoltaico agrícola com módulos fotovoltaicos semitransparentes pode aumentar a produção agrícola, mantendo a proteção adicional de uma cobertura energizada nos sistemas fotovoltaicos agrícolas tradicionais”, concluíram os pesquisadores. “Mais pesquisas são necessárias para melhor compreender as vantagens e desvantagens econômicas entre o aumento da transparência dos módulos em comparação com a produção de hortaliças, considerando também o aumento da produção de energia proveniente da bifacialidade dos módulos.”

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