Energia solar para agricultura sustentável

A energia solar está se tornando uma tendência líder na indústria de energias renováveis, especialmente porque os custos da tecnologia estão caindo drasticamente e a transição para energias renováveis está se espalhando pelo mundo todo.

Báo Nhân dân•30/11/2025

Usina solar Dau Tieng, província de Tay Ninh. (Foto: MINH PHUONG)

Usina solar Dau Tieng, província de Tay Ninh . (Foto: MINH PHUONG)

A energia solar está se tornando uma tendência líder no setor de energias renováveis, especialmente porque os custos da tecnologia caíram drasticamente e a transição para energias renováveis está se espalhando pelo mundo . Uma das maneiras mais comuns de converter energia solar em eletricidade para atender às necessidades humanas é por meio de painéis solares.

No entanto, segundo especialistas, o desenvolvimento de usinas de energia solar em todo o mundo está revelando limitações significativas em relação ao meio ambiente e aos recursos naturais. O processo de produção fotovoltaica utiliza produtos químicos tóxicos, como ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico e fluoreto de hidrogênio, que podem representar riscos à saúde, especialmente para os trabalhadores da produção. Um relatório do Instituto de Pesquisa Energética (IER) dos Estados Unidos indica que os painéis solares geram 300 vezes mais resíduos perigosos do que as usinas nucleares para a mesma unidade de energia fornecida. Painéis solares que utilizam metais pesados, como chumbo, cromo e cádmio, podem prejudicar o solo se forem triturados e enterrados.

Além disso, os painéis solares de grande escala, do tamanho de usinas de energia, ocupam muito espaço, inibindo o crescimento da vegetação abaixo e transformando essas áreas em terrenos áridos.

No Vietnã, a energia solar se desenvolveu rapidamente nos últimos anos, especialmente em Ninh Thuan – considerada a "capital da energia solar" do país. Esse crescimento acelerado ocorreu em meio ao rápido desenvolvimento econômico , à alta demanda por energia e à acentuada queda nos custos da tecnologia. No entanto, os projetos de energia solar em larga escala ocupam grandes áreas, exercendo pressão sobre o meio ambiente. A maioria dos projetos não possui planos para o descarte dos painéis solares ao final de sua vida útil, e esses dispositivos contêm materiais e metais pesados que podem causar poluição se descartados por meio de aterros sanitários convencionais.

Em todo o mundo, muitos grupos de pesquisa têm buscado superar as limitações da energia solar em painéis planos utilizando a tecnologia de energia solar concentrada. Essa tecnologia concentra a luz solar em uma pequena área para reduzir significativamente o número de células fotovoltaicas necessárias. Um grupo de cientistas na China foi um dos primeiros a propor um modelo que separa os componentes da luz solar, onde a luz vermelha e a azul são utilizadas para a agricultura, e o restante é convertido em eletricidade. No entanto, esse modelo é muito caro, pois requer o uso de filmes nano-ópticos dispendiosos para separar a luz, tem baixa durabilidade e um fator de concentração de apenas algumas dezenas de vezes, tornando a tecnologia adequada apenas para uso em laboratório.

Recentemente, uma equipe de autores da Universidade de Phenikaa desenvolveu uma nova abordagem que supera as deficiências mencionadas e é adequada para condições práticas após a implementação do projeto "Pesquisa, projeto e fabricação de um sistema fotovoltaico-agrícola ecologicamente correto baseado em tecnologia de energia solar concentrada", financiado pelo Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Nafosted).

O professor associado Vu Ngoc Hai, líder do projeto, explicou que, em vez de usar uma calha parabólica para criar uma convergência em linha reta, a equipe de pesquisa optou por usar uma lente de Fresnel — um componente óptico fino, leve, barato e capaz de concentrar a luz em um ponto pequeno com um coeficiente de convergência de até centenas de vezes. Quando a luz é comprimida dessa forma, a área necessária da célula fotovoltaica é reduzida centenas de vezes, o que significa menos material, menos produtos químicos tóxicos, menos resíduos e custos mais baixos. Essa lente de Fresnel também é uma invenção da equipe desenvolvida neste projeto.

O Professor Associado Vu Ngoc Hai explicou ainda que, no ponto de convergência, a equipe de pesquisa colocou um espelho semirrefletor para separar os componentes da luz natural. A luz vermelha e a azul (duas regiões da luz que as plantas absorvem fortemente) são transmitidas através do espelho para a área de cultivo. A luz restante, especialmente a região infravermelha, que carrega muita energia térmica, é refletida e concentrada no painel solar de alta eficiência. A separação dos componentes da luz em um ponto pequeno reduz a área da superfície que requer revestimento filtrante em 25 a 30 vezes, permitindo o uso de técnicas de revestimento mais duráveis, baratas e produzidas industrialmente. Isso representa uma melhoria significativa em comparação com as tecnologias existentes em todo o mundo.

As fontes de luz vermelha e azul separadas são guiadas por fibras ópticas e redistribuídas por meio de estruturas ópticas. Isso garante uma distribuição uniforme da luz para as plantas, eliminando sombras e evitando reduções na produção em comparação com modelos com painéis solares amplamente espaçados ou painéis montados em telhados de estufas. A luz refletida de alta energia é convertida em energia elétrica com maior eficiência do que a tecnologia tradicional de painéis planos.

Segundo a equipe de pesquisa, essa tecnologia abre possibilidades de aplicação em modelos agrofotovoltaicos no Vietnã, especialmente em áreas com alta intensidade de radiação e necessidade de combinar a produção de eletricidade com o cultivo de lavouras. Na próxima fase, a equipe de pesquisa pretende desenvolver o sistema a um nível mais completo para que sua aplicação prática possa ser avaliada, visando à transferência da tecnologia para empresas e modelos agrofotovoltaicos no país.

Para garantir a escalabilidade, a equipe colaborou com a Universidade Myongji (Coreia do Sul) – uma instituição especializada em óptica, materiais e energias renováveis – para desenvolver em conjunto um sistema protótipo completo para uso experimental. Essa colaboração permitiu que a equipe realizasse medições de desempenho sob diferentes condições ambientais, incluindo o clima tropical de Hanói e o clima temperado de Seul, na Coreia do Sul. Eles avaliaram a durabilidade das lentes de Fresnel e dos filtros ópticos, e verificaram a estabilidade da distribuição de luz nas plantas. Os resultados dos testes iniciais mostraram que o sistema oferecia maior eficiência de conversão de energia em comparação com os modelos tradicionais de painéis planos sob as mesmas condições de radiação, ao mesmo tempo que fornecia espectro vermelho-verde suficiente para o crescimento das plantas, evitando sombreamento localizado e sem reduzir a produtividade. Os sucessos iniciais do programa colaborativo foram publicados na revista internacional Plos One, classificada no primeiro trimestre.

Segundo representantes do Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, o projeto de pesquisa não só demonstra a viabilidade da tecnologia fotovoltaica agrícola de próxima geração, como também abre grandes oportunidades para o Vietnã se juntar ao grupo de países que possuem tecnologia de energia solar concentrada para a agricultura sustentável. Com o objetivo de otimizar ainda mais os materiais ópticos, reduzir custos e construir protótipos em maior escala no período de 2025 a 2027, espera-se que o sistema possa avançar para testes de campo, ser transferido para empresas e contribuir diretamente para as metas do Vietnã em relação à agricultura verde, economia circular e energia renovável.

LUZ NEVADA

Fonte: https://nhandan.vn/dien-mat-troi-cho-nong-nghiep-ben-vung-post926876.html