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Desenvolvido pela Escola Politécnica Superior de Jaén, o módulo solar agrivoltaico semitransparente RearCPVbif utiliza células menores, concentradores ópticos e câmara de ar isolante para quase dobrar a eficiência em relação a painéis bifaciais convencionais, ao mesmo tempo em que distribui luz difusa mais homogênea e reduz a evapotranspiração do solo.
Um novo módulo solar agrivoltaico semitransparente, desenvolvido por pesquisadores da Escola Politécnica Superior de Jaén (EPSJ), na Universidade de Jaén, propõe integrar eletricidade e agricultura no mesmo solo, com luz difusa e sem sombras duras, quase dobrando a eficiência em relação a soluções bifaciais convencionais.
Módulo solar RearCPVbif nasce para uso agrícola e busca evitar perdas no cultivo
A equipe da EPSJ trabalha há anos analisando como integrar energia fotovoltaica e culturas agrícolas sem prejudicar nenhuma delas, em um cenário espanhol no qual a terra agrícola é valiosa e a água se torna cada vez mais escassa.
A proposta mais recente, chamada RearCPVbif, vai além de adaptar painéis existentes. Trata-se de um módulo fotovoltaico semitransparente projetado desde o início para ambientes agrícolas, com foco em melhorar a eficiência energética e entregar às plantas uma luz mais adequada ao desenvolvimento.
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O chefe do grupo, Eduardo F. Fernández, resume a lógica do projeto ao afirmar que não é possível avançar em um objetivo agindo negativamente em outro, sintetizando a abordagem de buscar ganhos simultâneos para geração elétrica e condições de cultivo.
Limitações dos painéis convencionais no campo motivaram uma solução sem sombra constante
Módulos fotovoltaicos convencionais são descritos como robustos e eficientes em locais onde bloquear luz não é um problema, como telhados, usinas solares e estacionamentos, com vida útil que pode ultrapassar 20 anos.
O problema aparece quando esses módulos opacos são levados ao campo sem alterações. A sombra constante é incompatível com a maioria das culturas, tornando o uso direto da tecnologia, sem redesenho, um fator de risco para o desenvolvimento das plantas.
Em sistemas fotovoltaicos agrícolas, uma solução padrão tem sido espaçar as células para criar aberturas por onde a radiação passa. Com módulos bifaciais, que captam luz em ambos os lados, parte da radiação refletida pelo solo também é aproveitada.
Esse arranjo, segundo o material, funciona, mas cria um padrão irregular de luz e sombra que nem sempre favorece as plantas. A proposta da EPSJ parte dessa limitação para redesenhar como a luz atravessa o módulo e chega ao nível do solo.
Óptica traseira transforma radiação direta em luz difusa e aumenta captação energética
No RearCPVbif, a equipe opta por células muito menores e acrescenta elementos ópticos na parte traseira. O objetivo é transformar a radiação direta que passa pelas aberturas em luz difusa, mudando não apenas a quantidade de luz que atravessa, mas também sua forma de distribuição.
A tecnologia citada são concentradores parabólicos de composição cruzada, os CCPCs. Eles têm dupla função no sistema: aumentam a captação de energia e suavizam a luz que chega à plantação, reduzindo a presença de sombras duras e elevando a homogeneidade luminosa sob o módulo.
O resultado descrito é um módulo que produz mais eletricidade e cria um ambiente de iluminação mais uniforme embaixo dele. A proposta também enfatiza a ideia de agrivoltaica avançada e não invasiva, ao tratar luz e solo como partes do mesmo projeto.
Câmara de ar isola, baixa a temperatura do solo e reduz evapotranspiração
Além da óptica, o projeto incorpora uma câmara de ar semelhante à de janelas com vidros duplos. O texto aponta que esse detalhe tem consequências significativas, ao melhorar o isolamento térmico.
Com esse isolamento, a temperatura do solo fica mais baixa e ocorre redução da evapotranspiração. Em um contexto de secas recorrentes, a equipe associa essa característica a uma diferença relevante para o manejo hídrico e para o estresse das plantas.
O conjunto das escolhas técnicas, segundo o material, busca simultaneamente maior produção de eletricidade e menos estresse hídrico. A ênfase está em otimizar a produção elétrica e, ao mesmo tempo, melhorar a luminosidde disponível para as plantações.
Medições e testes indicam desempenho quase dobrado e luz difusa mais homogênea
As medições mencionadas confirmam que a eficiência do sistema é quase o dobro da de um módulo bifacial convencional com iluminação intercalada. A explicação central está no uso da radiação traseira e na uniformidade da distribuição da luz, apontada como fator crítico para o crescimento das plantas.
Depois da montagem do módulo em um substrato transparente de PMMA, foram realizadas simulações e testes experimentais. O material relata que os resultados reais superaram os modelos teóricos.
A surpresa descrita foi a qualidade da luz difusa gerada, considerada ainda melhor do que o esperado, o que reforça o valor agronômico do projeto, ao associar a difusão luminosa a condições mais homogêneas sob o painel.
Células muito pequenas e industrialização entram como desafios para levar a tecnologia ao mercado
Chegar ao módulo exigiu superar dificuldades com o uso de células fotovoltaicas muito pequenas. O texto aponta que a indústria está otimizada para formatos padrão, não para peças minúsculas, e que obtê-las demandou negociações específicas e soluções não convencionais.
Apesar do desempenho reportado, o material destaca que ainda são necessários mais estudos para avaliar o impacto final na produtividade e nos custos, antes de uma adoção ampla em ambientes agrícolas.
A equipe descreve como próximo passo a industrialização, incluindo redução de peso, otimização de materiais e alternativas como uso de óptica oca com espelhos, além da análise de viabilidade econômica em larga escala.
O texto também informa que contatos com empresas já estão em andamento para desenvolver a tecnologia além do laboratório, com a meta de transformar a proposta em solução aplicável em escala.
Aplicações podem ir além do campo, com difusão de luz em edifícios e espaços públicos
O alcance do RearCPVbif, de acordo com o material, não se limita à agricultura. A capacidade de difundir a luz uniformemente abre possibilidades para edifícios públicos, centros educacionais e ambientes onde se busca iluminação natural sem ofuscamento ou superaquecimento.
A luz filtrada é citada como melhor não apenas para plantas, mas também para pessoas, por reduzir contraste, cansaço visual e tornar ambientes mais agradáveis, aproximando arquitetura e energia em uma mesma lógica de projeto.
O material enquadra esse tipo de tecnologia como parte de um modelo energético mais integrado e menos invasivo, com foco em gerar eletricidade com inteligência territorial, sem tratar o espaço agrícola como área de competição direta.
Em regiões agrícolas sob estresse climático, módulos como o RearCPVbif são apresentados como ferramenta para adaptar a produção de alimentos às mudanças climáticas, ao mesmo tempo em que fortalecem a soberania energética local.
A médio prazo, o texto sugere que aplicações em estufas, cooperativas agrícolas e edifícios públicos poderiam reduzir custos de energia, melhorar conforto e diminuir emissões, em um processo descrito como gradual e baseado em tecnologia bem projetada, com ganho de eficência no uso da luz.
