From Solar Fields to Multifunctional Landscapes: Assessing the Effectiveness of Multifunctional Ground-Mounted PV Systems

O sol oferece um suprimento ilimitado de energia limpa, mas capturá-la requer espaço. À medida que as nações correm para substituir os combustíveis fósseis pela energia solar, vastos campos de painéis solares montados no solo estão surgindo pelas paisagens. Essa mudança traz uma tensão familiar: a necessidade de eletricidade entra em conflito com a necessidade de preservar a natureza e cultivar alimentos. Durante anos, o debate centrou-se em saber se as fazendas solares destroem habitats ou se simplesmente ocupam terras que poderiam ser usadas para outra coisa. Cientistas e planejadores tentam há muito tempo medir a eficiência dessas instalações, fazendo uma pergunta simples: quanta energia podemos obter de um pedaço específico de terra? A resposta padrão tem sido contar a produção de energia por metro quadrado, tratando a terra como uma fábrica de propósito único para eletricidade. No entanto, essa visão estreita ignora uma possibilidade crucial. E se um campo solar pudesse fazer mais do que apenas gerar energia? E se ele pudesse também apoiar a vida selvagem, cultivar plantações ou restaurar o solo danificado, tudo ao mesmo tempo? Este conceito, conhecido como uso multifuncional da terra, sugere que um único local poderia servir a vários mestres, mas medir seu verdadeiro valor tem se mostrado difícil. As ferramentas existentes frequentemente falham em capturar a realidade complexa de uma fazenda solar que é também um prado ou uma pastagem para pastoreio.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade BOKU, em Viena, partiu para resolver este problema de medição observando instalações solares do mundo real em toda a Áustria. Eles não dependeram de modelos computacionais ou cenários teóricos; em vez disso, visitaram oito fazendas solares específicas que já operavam com propósitos duais. Esses locais variavam de painéis construídos sobre antigos aterros sanitários a campos onde ovelhas pastavam sob os arranjos solares. Os pesquisadores entrevistaram as pessoas que construíram e gerenciaram esses locais, fizeram notas detalhadas sobre a vegetação e observaram como a terra era utilizada. Eles descobriram que, embora esses locais multifuncionais fossem bem-sucedidos na prática, a forma padrão de calcular sua eficiência era enganosa. Quando aplicavam o método tradicional, que simplesmente divide a produção total de energia pela área total, os locais multifuncionais pareciam menos eficientes do que uma fazenda solar padrão. Isso ocorre porque os painéis são espaçados mais longe uns dos outros para permitir que a luz chegue à grama abaixo, ou porque parte da terra é dedicada a faixas de flores em vez de geração de eletricidade. A matemática antiga sugeria que esses locais eram um uso ineficiente da terra, mas os pesquisadores sabiam que esta era uma imagem incompleta. A terra estava realizando mais trabalho, apenas não o tipo de trabalho para o qual a velha fórmula foi projetada para contar.

Para corrigir isso, a equipe desenvolveu uma nova forma de pensar chamada método de Eficácia de Uso de Múltiplas Terras (Multi Land Use Effectiveness). Em vez de apenas contar watts, esta abordagem trata a fazenda solar como uma coleção de diferentes características de paisagem, cada uma com seu próprio valor. Imagine um campo solar não como um bloco único de metal e vidro, mas como uma colcha de retalhos de diferentes elementos: algumas partes são para eletricidade, outras para o pastoreio de ovelhas, outras para flores silvestres e outras para sebes. Os pesquisadores atribuíram um valor a cada um desses retalhos com base em quanto eles melhoraram a terra em comparação com seu estado anterior. Por exemplo, se um local anteriormente cultivava colheitas com uso intensivo de pesticidas, a transição para uma fazenda solar com flores silvestres e sem produtos químicos foi contada como um ganho significativo para a natureza. Se um local tinha uma cerca que bloqueava a passagem de animais, isso foi contado como uma perda. Ao somar esses ganhos e perdas em todo o local, eles puderam calcular uma pontuação única que refletia o benefício total da terra, incluindo tanto a energia quanto a natureza.

Quando aplicaram este novo método a um de seus estudos de caso, uma fazenda solar que integrava vários tipos diferentes de instalações dentro de uma mesma área, os resultados mudaram drasticamente. Este local específico apresentava uma mistura de sistemas, incluindo um arranjo padrão montado no solo, um sistema bifacial suspenso combinado com o cultivo de maçãs, e um sistema de cultivo rotativo com rastreamento fotovoltaico, ao lado de zonas ecológicas dedicadas. Sob o antigo sistema, o local parecia ineficiente porque produzia menos eletricidade por hectare do que uma fazenda solar densa. Sob o novo método, o local mostrou um ganho claro. Os pesquisadores calcularam que a terra estava efetivamente realizando o trabalho de uma área maior. Especificamente, o local de 5,2 hectares com sua mistura de painéis solares, pastoreio e flores silvestres proporcionou benefícios equivalentes ao que teria sido necessário em aproximadamente 7 hectares de terra se essas funções tivessem sido separadas em lugares diferentes. Em outras palavras, ao combinar os usos, o local economizou cerca de 1,4 hectares de terra que seriam necessários para alcançar o mesmo resultado. Essa descoberta sugere que o uso mais eficiente da terra nem sempre é aquele que coloca o máximo de painéis no menor espaço, mas sim aquele que integra a energia com outras funções vitais.

O estudo também destacou os desafios práticos que permanecem. Os pesquisadores descobriram que a fase de construção dessas fazendas solares é frequentemente o momento mais prejudicial para o ecossistema local, com máquinas pesadas compactando o solo e cercas interrompendo o movimento dos animais. Mesmo nos locais melhor projetados, cercas eram frequentemente exigidas por lei para fins de segurança, o que criava barreiras para a vida selvagem. A equipe observou que, embora alguns operadores quisessem remover as cercas para ajudar os animais a se moverem livremente, as regulamentações muitas vezes os forçavam a mantê-las. No entanto, eles também descobriram que ajustes simples, como deixar aberturas sob as cercas para pequenos animais ou plantar sebes em vez de barreiras sólidas, poderiam fazer a diferença. A pesquisa confirmou que esses sistemas multifuncionais não são apenas ideias teóricas, mas já estão sendo construídos e geridos com sucesso na Áustria. Os operadores relataram que integrar o pastoreio de ovelhas ou prados de flores silvestres não era apenas possível, mas frequentemente melhorava a relação do local com a comunidade e o ambiente local.

Em última análise, o artigo argumenta que precisamos mudar a forma como avaliamos os projetos de energia solar. O foco atual em maximizar a produção de energia por metro quadrado é limitado demais para guiar o futuro da energia renovável. Se quisermos expandir a energia solar sem destruir a natureza, devemos valorizar a terra por tudo o que ela pode fazer, não apenas pela eletricidade que produz. O novo método proposto pelos pesquisadores oferece uma ferramenta prática para planejadores e formuladores de políticas verem o valor total desses locais. Ele mostra que a energia renovável e a conservação da biodiversidade não precisam ser inimigas. Ao usar uma estrutura que conta os benefícios da natureza ao lado dos benefícios da energia, podemos projetar fazendas solares que não são apenas usinas de energia, mas paisagens vivas que apoiam a transição para um futuro mais limpo. O estudo conclui que, com o planejamento e os incentivos certos, esses sistemas de uso duplo podem transformar a competição pela terra em uma colaboração, criando espaços que são produtivos tanto para as pessoas quanto para o planeta.