Pesquisadores suecos desenvolvem painéis solares magenta que permitem a produção de energia e agricultura simultâneas

Pesquisadores da Universidade de Mälardalen, na Suécia, desenvolveram um sistema de energia renovável que permite a coexistência da agricultura e da geração elétrica na mesma área. A solução consiste na utilização de painéis fotovoltaicos semi-transparentes de cor magenta, que filtram a luz solar para que parte da radiação seja convertida em eletricidade enquanto a outra parte alimenta o crescimento de vegetais.

O estudo, publicado na revista Cell Reports Physical Science, focou na superação de um obstáculo central da agrivoltaica: a opacidade dos painéis convencionais, que costumam sombrear excessivamente as plantações e prejudicar a produtividade. Os módulos testados, liderados por Silvia Ma Lu, utilizam telureto de cádmio (CdTe) em faixas opacas sobre o vidro, permitindo a passagem de comprimentos de onda nas cores azul e vermelha, essenciais para a fotossíntese.

Testes com cultivos de brócolis

Para validar a tecnologia, a equipe instalou dois sistemas de 20 por 20 metros em uma fazenda sueca, utilizando painéis com níveis de transparência de 50% e 70%. Uma terceira área, sem cobertura, serviu como grupo de controle. Durante a safra de 2024, foram monitorados a temperatura do ar, a umidade do solo e do ambiente, além da composição nutricional e do comportamento fotossintético dos brócolis.

Os resultados da colheita indicaram que as plantas cultivadas sob as estruturas magenta atingiram rendimentos similares às expostas ao sol pleno, embora tenham levado 25 dias a mais para completar o ciclo de crescimento. Observou-se que as plantas aproveitaram a luz disponível com maior eficiência: 4,5 vezes mais nos painéis de 50% de transparência e 2,8 vezes mais nos de 70%.

Equilíbrio entre energia e produção agrícola

Apesar do sucesso no cultivo, a tecnologia apresenta um custo na geração energética. O sistema magenta produziu cerca de 224,7 MWh de eletricidade por hectare, volume aproximadamente 100 MWh inferior ao gerado por painéis solares convencionais de dimensões equivalentes.

Ramesh Rayudu, especialista em engenharia de sistemas elétricos, aponta que essa diferença na produção de energia demandaria um incremento de 1,2 a 3,2 toneladas de brócolis por hectare para que a operação fosse economicamente compensatória, a depender das cotações de mercado do cultivo e da eletricidade.

Perspectivas de implementação

Devido às condições experimentais, a equipe de pesquisa sugere que a aplicação imediata seja direcionada a telhados de estufas ou hortas comunitárias, em vez de grandes extensões agrícolas. Silvia Ma Lu ressalta a necessidade de confirmar os dados em novas safras e diferentes configurações antes de qualquer expansão em larga escala.

Atualmente, os cientistas avaliam painéis nas cores azul, vermelho e magenta em ambientes controlados. O objetivo é isolar o efeito de cada cor e a quantidade de luz para definir se a divisão do espectro solar entre a geração fotovoltaica e a produção de alimentos gera valor suficiente para justificar a menor eficiência energética do sistema.