Agrivoltaico - Agrivoltaic
A agrivoltaica ou agrofotovoltaica está co-desenvolvendo a mesma área de terra tanto para energia solar fotovoltaica quanto para agricultura . A coexistência de painéis solares e culturas implica uma partilha de luz entre estes dois tipos de produção. Esta técnica foi originalmente concebida por Adolf Goetzberger e Armin Zastrow em 1981. A palavra 'agrivoltaico' foi cunhada em 2011.
As leis sobre a produção agrivoltaica variam de um país para outro. A maioria dos tipos de culturas não é adequada para esta técnica. Um investidor em uma instalação agrivoltaica pode ter objetivos diferentes, como otimização do rendimento da safra, qualidade das safras ou principalmente produção de energia com algumas safras cultivadas ao redor das matrizes.
Na Europa e na Ásia, onde o conceito foi pioneiro, a palavra é aplicada à tecnologia de uso duplo dedicado, geralmente um sistema de suportes ou cabos para elevar o painel solar cerca de cinco metros acima da superfície, a fim de permitir o acesso de máquinas agrícolas à terra. ou um sistema onde painéis solares são instalados no telhado de uma estufa . O sombreamento produzido por tal sistema tem efeitos negativos na produção da cultura, mas espera-se que a produção de energia possa compensar essas perdas. Muitos lotes experimentais foram instalados por várias organizações em todo o mundo. Fora da China e do Japão, nenhum desses sistemas é conhecido como comercialmente viável. Os custos mais importantes que tornam os sistemas agrivoltaicos não lucrativos são os custos de instalação dos painéis fotovoltaicos. Na Alemanha, calcula-se que, ao subsidiar a geração de eletricidade de tais projetos em um pouco mais de 300% ( tarifas feed-in (FITs)), os sistemas agrivoltaicos podem ser econômicos para os investidores e podem fazer parte do mix futuro de geração de eletricidade.
Usando esses sistemas agrivoltaicos e o Japão como exemplo, os sistemas fotovoltaicos convencionais em geral poderiam fornecer ao país todas as suas necessidades de energia se 2,5 milhões de acres fossem cobertos por painéis solares convencionais, e os sistemas agrivoltaicos exigiriam 7 milhões de acres de terras agrícolas. O Japão tem cerca de 11,3 milhões de acres de terras agrícolas disponíveis. Por outro lado, o Instituto Fraunhofer Alemão , uma organização que promove o uso de energia solar, afirmou em 2021 que 4% de todas as terras aráveis na Alemanha precisariam ser cobertas por painéis solares para suprir todas as necessidades de energia do país (ca. 500 GWp de capacidade instalada). Ele acredita que a capacidade nacional total para sistemas agrivoltaicos em culturas tolerantes à sombra, como bagas, seja de 1.700 GWp, ou cerca de 14% da terra arável.
Pelo menos nos Estados Unidos, entretanto, em 2019 alguns escritores começaram a expandir o uso da palavra 'agrivoltaicos' para descrever qualquer atividade agrícola entre os painéis solares convencionais existentes . Ovelhas podem ser pastoreadas entre painéis solares convencionais sem qualquer modificação necessária. Os terrenos agrícolas são os mais adequados para fazendas solares em termos de eficiência: o maior lucro / energia pode ser gerado pela indústria solar, substituindo os terrenos agrícolas por campos de painéis solares, em vez de usar terrenos estéreis. Isso ocorre principalmente porque os sistemas fotovoltaicos em geral diminuem a eficiência em temperaturas mais altas e as terras agrícolas geralmente são criadas em áreas com umidade - os efeitos de resfriamento da pressão de vapor são um fator importante no aumento da eficiência do painel. Espera-se, portanto, que o futuro crescimento da geração de energia solar aumente a competição por terras agrícolas em um futuro próximo. Assumindo um potencial de energia médio de 28 W / m 2, conforme afirmado pela empresa de energia SolarCity californiana , um relatório estima aproximadamente que cobrir menos de 1% das terras cultiváveis do mundo com painéis solares convencionais poderia gerar todas as demandas de eletricidade atuais do mundo (supondo que o sol para de se mover e não temos mais nuvens, presumindo que nenhum acesso seja necessário e que toda a área esteja coberta por painéis). Além disso, alguns definem agrivoltaicos como simplesmente a instalação de painéis solares no telhado do celeiro ou galpão de gado. Alguns pequenos projetos nos EUA, onde as colmeias são instaladas na borda de um painel solar convencional existente, foram chamados de sistemas agrivoltaicos.
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História
Adolf Goetzberger , fundador do Instituto Fraunhofer em 1981, juntamente com Armin Zastrow, teorizou sobre o uso dual de terras aráveis para produção de energia solar e cultivo de plantas em 1982, o que resolveria o problema da competição pelo uso de terras aráveis entre a produção de energia solar e colheitas. O ponto de saturação de luz é a quantidade máxima de fótons absorvível por uma espécie de planta: mais fótons não aumentam a taxa de fotossíntese . Reconhecendo isso, Akira Nagashima também sugeriu combinar sistemas fotovoltaicos (PV) e agricultura para usar o excesso de luz e desenvolveu os primeiros protótipos no Japão em 2004.
O termo "agrivoltaico" pode ter sido usado pela primeira vez em uma publicação de 2011. O conceito foi chamado de "agrofotovoltaico" em um relatório alemão, e um termo traduzido como "compartilhamento solar" foi usado em japonês . Instalações como estufas fotovoltaicas podem ser consideradas sistemas agrivoltaicos.
Métodos
Existem três tipos básicos de agrivoltaicos que estão sendo ativamente pesquisados: painéis solares com espaço entre as culturas, painéis solares empolados acima das culturas e painéis solares com efeito de estufa. Todos os três sistemas têm várias variáveis usadas para maximizar a energia solar absorvida tanto nos painéis quanto nas plantações. A principal variável levada em consideração para os sistemas agrivoltaicos é o ângulo dos painéis solares, denominado ângulo de inclinação. Outras variáveis levadas em consideração para a escolha da localização do sistema agrivoltaico são as culturas escolhidas, a altura dos painéis, a irradiância solar da área e o clima da área.
Projetos de sistema
Existem diferentes designs para dispositivos agrivoltaicos. Em seu artigo inicial de 1982, Goetzberger e Zastrow publicaram uma série de idéias sobre como otimizar futuras instalações agrivoltaicas.
- orientação de painéis solares no sul para painéis fixos ou leste-oeste para painéis girando em um eixo,
- espaçamento suficiente entre os painéis solares para transmissão de luz suficiente para as plantações,
- elevação da estrutura de suporte dos painéis solares para homogeneizar as quantidades de radiação no solo.
As instalações experimentais costumam ter uma área agrícola de controle. A zona de controle é explorada nas mesmas condições que o dispositivo agrivoltaico para estudar os efeitos do dispositivo no desenvolvimento das culturas.
Painéis solares fixos nas plantações
Os sistemas mais convencionais instalam painéis solares fixos em estufas agrícolas , acima das culturas em campos abertos ou entre culturas em campos abertos. É possível otimizar a instalação modificando a densidade dos painéis solares ou a inclinação dos painéis.
Agrivoltaico Dinâmico
O sistema mais simples e antigo foi construído no Japão usando um conjunto bastante frágil de painéis montados em tubos finos em suportes sem bases de concreto. Este sistema é desmontável e leve, e os painéis podem ser movidos ou ajustados manualmente durante as estações conforme o agricultor cultiva a terra. O espaçamento entre os painéis solares é grande para reduzir a resistência ao vento.
Alguns projetos de sistemas agrivoltaicos mais recentes usam um sistema de rastreamento para otimizar automaticamente a posição dos painéis para melhorar a produção agrícola ou a produção de eletricidade.
Em 2004, Günter Czaloun propôs um sistema de rastreamento fotovoltaico com um sistema de rack de corda. Os painéis podem ser orientados para melhorar a geração de energia ou plantações de sombra, conforme necessário. O primeiro protótipo foi construído em 2007 na Áustria . A empresa REM TEC implantou várias fábricas equipadas com sistema de rastreamento de eixo duplo na Itália e na China . Eles também desenvolveram um sistema equivalente usado para estufas agrícolas .
Na França, as empresas Sun'R e Agrivolta estão desenvolvendo sistemas de rastreamento de eixo único. Segundo essas empresas, seus sistemas podem ser adaptados às necessidades das plantas. O sistema Sun'R é um sistema de rastreamento do eixo leste-oeste. Segundo esta empresa, são utilizados modelos complexos de crescimento de plantas, previsões meteorológicas, softwares de cálculo e otimização. O aparelho da Agrivolta está equipado com painéis solares virados a sul que podem ser removidos por sistema deslizante. Uma empresa japonesa também desenvolveu um sistema de rastreamento para seguir o sol.
Na Suíça, a empresa Insolight está desenvolvendo módulos solares translúcidos com um sistema de rastreamento integrado que permite que os módulos permaneçam estáticos. O módulo usa lentes para concentrar a luz nas células solares e um sistema de transmissão de luz dinâmico para ajustar a quantidade de luz transmitida e se adaptar às necessidades agrícolas.
A empresa Artigianfer desenvolveu uma estufa fotovoltaica cujos painéis solares são instalados em persianas móveis. Os painéis podem seguir o curso do sol ao longo de um eixo leste-oeste.
Em 2015, Wen Liu, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hefei, China, propôs um novo conceito agrivoltaico: painéis de vidro curvos cobertos com um filme de polímero dicroitico transmitem seletivamente o comprimento de onda da luz solar, que são necessários para a fotossíntese das plantas (luz azul e vermelha ) Todos os outros comprimentos de onda são refletidos e focados em células solares de concentração para geração de energia. Um sistema de rastreamento duplo é composto para este tipo de configuração fotovoltaica de concentração. Os efeitos de sombra decorrentes de painéis solares regulares acima do campo da colheita são eliminados, uma vez que as plantações continuam a receber o comprimento de onda azul e vermelho necessário para a fotossíntese. Vários prêmios foram concedidos para este novo tipo de agrivoltaico, entre outros o prêmio R & D100 em 2017.
A dificuldade de tais sistemas é encontrar o modo de operação para manter o bom equilíbrio entre os dois tipos de produção de acordo com os objetivos do sistema. O controle preciso dos painéis para adaptar o sombreamento às necessidades das plantas requer habilidades agronômicas avançadas para entender o desenvolvimento das plantas. Dispositivos experimentais são geralmente desenvolvidos em colaboração com centros de pesquisa.
De outros
Novas tecnologias fotovoltaicas potenciais que permitem a passagem das cores de luz necessárias às plantas, mas usam os outros comprimentos de onda para gerar eletricidade, podem um dia ter algum uso futuro na construção de estufas em regiões quentes e tropicais.
As ovelhas podem pastar ao redor de painéis solares e, às vezes, pode ser mais barato do que cortar a grama. Os painéis fotovoltaicos "semitransparentes" usados em AgriVoltaics, aumentam o espaçamento entre as células solares e usam folhas traseiras transparentes para aumentar a produção de alimentos abaixo. Nesta opção, os painéis fotovoltaicos fixos permitem que o movimento leste-oeste do sol "borrife a luz solar" sobre as plantas abaixo .. reduzindo assim a "superexposição" devido ao sol durante o dia .. como em estufas transparentes ... como eles geram eletricidade acima.
Efeitos
Os painéis solares de sistemas agrivoltaicos removem luz e espaço das plantações, mas também afetam as plantações e as terras que cobrem de outras maneiras. Dois efeitos possíveis são água e calor.
Em climas de latitude norte, espera-se que os agrivoltaicos mudem o microclima para as safras de maneiras positivas e negativas, sem nenhum benefício líquido, reduzindo a qualidade ao aumentar a umidade e a doença e exigindo um gasto maior com pesticidas, mas mitigando as flutuações de temperatura e, assim, aumentando os rendimentos. Em países com precipitação baixa ou instável, alta flutuação de temperatura e menos oportunidades para irrigação artificial, espera-se que tais sistemas afetem beneficamente a qualidade do microclima.
Água
Em experimentos que testaram os níveis de evaporação sob painéis solares para culturas resistentes à sombra, pepinos e alface regados por irrigação em um deserto da Califórnia, foi encontrada uma economia de 14-29% na evaporação. O agrivoltaico pode ser usado para plantações ou áreas onde a eficiência hídrica é imperativa.
Aquecer
Foi feito um estudo sobre o calor da terra, do ar e das plantações sob painéis solares para uma estação de cultivo. Verificou-se que, embora o ar sob os painéis permanecesse consistente, a terra e as plantas registraram temperaturas mais baixas.
Vantagens
Matrizes fotovoltaicas em geral produzem muito menos dióxido de carbono e emissões de poluentes do que as formas tradicionais de geração de energia.
O uso duplo da terra para a agricultura e produção de energia poderia aliviar a competição pelos recursos da terra e permitir menos pressão para converter áreas naturais em mais terras agrícolas ou para desenvolver terras agrícolas ou áreas naturais em fazendas solares.
Simulações iniciais realizadas em um artigo de Dupraz et al . em 2011, onde a palavra 'agrivoltaica' foi cunhada pela primeira vez, calculou que a eficiência do uso da terra pode aumentar em 60-70% (principalmente em termos de uso de irradiância solar).
O modelo de Dinesh et al . Afirma que o valor da eletricidade gerada pela energia solar acoplada à produção de safras tolerantes à sombra criou um aumento de mais de 30% no valor econômico de fazendas que implantam sistemas agrivoltaicos em vez da agricultura convencional. Postulou-se que os agrivoltaicos seriam benéficos para as safras de verão devido ao microclima que eles criam e ao efeito colateral do controle do calor e do fluxo de água.
Desvantagens
Uma desvantagem frequentemente citada como um fator importante na energia fotovoltaica em geral é a substituição de áreas agrícolas produtoras de alimentos por painéis solares. Cropland é o tipo de terreno em que os painéis solares são mais eficientes. Apesar de permitir que alguma agricultura ocorra na usina solar, o agrivoltaico será acompanhado por uma queda na produção. Embora algumas culturas em algumas situações, como a alface na Califórnia, não pareçam ser afetadas pelo sombreamento em termos de produtividade, algumas terras serão sacrificadas para a montagem de estruturas e equipamentos de sistemas.
O agrivoltaico só funcionará bem para plantas que requerem sombra e onde a luz solar não é um fator limitante. As safras à sombra representam apenas uma pequena porcentagem da produtividade agrícola. Por exemplo, as safras de trigo não se saem bem em um ambiente de pouca luz e não são compatíveis com sistemas agrivoltaicos. Uma simulação de Dinesh et al . em agrivoltaicos indica que a eletricidade e a produção de culturas resistentes à sombra não diminuem significativamente na produtividade, permitindo que ambas sejam produzidas simultaneamente. Eles estimam que a produção de alface em sistemas agrivoltaicos deve ser comparável à agricultura convencional.
Estufas agrivoltaicas são ineficientes; em um estudo, estufas com metade do telhado coberto por painéis foram simuladas, e a produção da safra resultante reduzida em 64% e a produtividade do painel reduzida em 84%.
Uma tese de 2016 calculou que o investimento em sistemas agrivoltaicos não pode ser lucrativo na Alemanha, com tais sistemas perdendo cerca de 80.000 euros por hectare por ano. As perdas são causadas pela energia fotovoltaica, sendo os custos principalmente relacionados à alta elevação dos painéis fotovoltaicos (custos de montagem). A tese calculava subsídios governamentais na forma de tarifas feed-in que poderiam permitir que as usinas agrivoltaicas fossem economicamente viáveis e eram o melhor método para atrair investidores para financiar tais projetos, se o contribuinte pagasse aos produtores um adicional mínimo de € 0,115 euros por kWh acima do mercado preço (€ 0,05 na Alemanha) permitiria a existência de futuros sistemas agrivoltaicos.
Isso requer um investimento maciço, não apenas em painéis solares, mas em diferentes maquinários agrícolas e infraestrutura elétrica. O potencial das máquinas agrícolas de danificar a infraestrutura também aumenta os prêmios de seguro, em oposição aos painéis solares convencionais. Na Alemanha, os altos custos de instalação podem tornar esses sistemas difíceis de financiar para os agricultores com base em empréstimos agrícolas convencionais, mas é possível que no futuro regulamentos governamentais, mudanças de mercado e subsídios possam criar um novo mercado para investidores em tais esquemas, potencialmente dando futuros agricultores oportunidades de financiamento completamente diferentes.
Os sistemas fotovoltaicos são tecnologicamente complexos, o que significa que os agricultores não serão capazes de consertar algumas coisas que podem quebrar ou ser danificadas, e exigindo um grupo suficiente de profissionais. No caso da Alemanha, o aumento médio dos custos de mão-de-obra devido aos sistemas agrivoltaicos está previsto em cerca de 3%. Permitir que ovelhas pastem entre os painéis solares pode ser uma opção atraente para extrair uso agrícola extra de painéis solares convencionais, mas pode não haver pastores suficientes disponíveis, os salários mínimos são muito altos para tornar esta ideia comercialmente viável ou o lucro gerado por tal sistema é muito baixo para competir com os criadores de ovelhas convencionais em um mercado livre.
Agrivoltaicos no mundo
Ásia
Japão
O Japão foi o primeiro país a desenvolver sistemas agrivoltaicos de campo aberto quando, em 2004, Akira Nagashima desenvolveu uma estrutura desmontável que testou em várias safras. As estruturas removíveis permitem que os agricultores removam ou movam as instalações com base nas rotações de safra e em suas necessidades. Desde então, foram desenvolvidas várias instalações maiores com estruturas permanentes e sistemas dinâmicos, e com capacidades de vários MW. Uma usina de 35 MW, instalada em 54 ha, entrou em operação em 2018. É composta por painéis dois metros acima do solo em seu ponto mais baixo, montados sobre estacas de aço em uma fundação de concreto. A taxa de sombreamento dessa planta é superior a 50%, um valor superior aos 30% de sombreamento normalmente encontrados nos sistemas de Nagashima. Sob os painéis, os agricultores cultivarão ginseng , ashitaba e coentro em túneis de plástico - especialmente o ginseng foi selecionado porque requer uma forma profunda. A área era usada anteriormente para cultivo de grama para campos de golfe, mas devido ao golfe se tornar menos popular no Japão, as terras agrícolas começaram a ser abandonadas. Em 2013 foi apresentada a proposta de uma central solar de 480 MW a ser construída na ilha de Ukujima, parte da qual seria agrivoltaica. A construção estava prevista para começar em 2019.
Para obter permissão para explorar painéis solares nas plantações, a lei japonesa exige que os agricultores mantenham pelo menos 80% da produção agrícola. Os agricultores devem remover os painéis se o município descobrir que eles estão sombreando áreas cultivadas em excesso. Ao mesmo tempo, o governo japonês concede altos subsídios, conhecidos como FITs, para a produção local de energia, o que permite aos proprietários de terras, usando sistemas um tanto frágeis e leves, gerar mais receita com a produção de energia do que com a agricultura.
China
Em 2016, a empresa italiana REM TEC construiu uma usina agrivoltaica de 0,5 MWp no condado de Jinzhai, província de Anhui . As empresas chinesas desenvolveram vários GWs de usinas de energia solar combinando agricultura e produção de energia solar, seja estufas fotovoltaicas ou instalações de campo aberto. Por exemplo, a Panda Green Energy instalou painéis solares sobre vinhedos em Turpan, região autônoma de Xinjiang Uygur, em 2016. A usina de 0,2 MW foi conectada à rede. O projeto foi auditado em outubro de 2017 e a empresa recebeu aprovação para implantar seu sistema em todo o país. Projetos de várias dezenas de MW foram implantados. Uma usina agrivoltaica de 70 MW foi instalada em plantações agrícolas e florestais na província de Jiangxi em 2016. Em 2017, a empresa chinesa Fuyang Angkefeng Optoeletrônica Technology estabeleceu um local de teste de usina agrivoltaica de 50 KWp na cidade de Fuyang, província de Anhui . O sistema utiliza uma nova tecnologia para agrivoltaica (veja abaixo). Foi inventado por Wen Liu no Instituto de Tecnologia Avançada da Universidade de Ciência e Tecnologia da China em Hefei.
Há 30 anos, o Grupo Elion tenta combater a desertificação na região de Kubuqi. Entre as técnicas utilizadas, foram instalados sistemas agrivoltaicos para proteger as lavouras e produzir eletricidade. Wan You-Bao recebeu uma patente em 2007 para equipamentos de sistema de sombra para proteger plantações no deserto. As persianas são equipadas com painéis solares.
Coreia do Sul
Agrivoltaic é uma das soluções estudadas para aumentar a participação das energias renováveis na matriz energética da Coréia. O governo sul-coreano adotou o Plano 3020 de política energética, com a meta de ter 20% da oferta de energia baseada em recursos renováveis até 2030, contra 5% em 2017. Em 2019 foi criada a Associação Agrivoltaica da Coréia do Sul para promover e desenvolver a energia da Coreia do Sul indústria agrivoltaica. SolarFarm.Ltd construiu a primeira usina agrivoltaica na Coreia do Sul em 2016 e produziu arroz.
A Coreia do Sul tem muito poucas terras agrícolas em comparação com a maioria das nações. As leis de zoneamento nacionais, chamadas de regulamentos de separação, tornaram ilegal construir fazendas solares perto de estradas ou áreas residenciais, mas significava que fazendas solares deveriam ser instaladas em encostas de montanha improdutivas, onde eram difíceis de acessar e foram destruídas durante tempestades. Em 2017, as regras de separação foram revisadas, permitindo que os municípios formulassem seus próprios regulamentos. Várias usinas agrivoltaicas foram instaladas desde então. A expansão das usinas fotovoltaicas pelo interior do país enfureceu os moradores locais e inspirou uma série de protestos, já que os painéis são considerados uma monstruosidade e as pessoas temem a poluição por materiais tóxicos usados nos painéis, ou o perigo de "ondas eletromagnéticas". A resistência de moradores descontentes à indústria levou a inúmeras batalhas legais em todo o país. Kim Chang-han, secretariado executivo da Associação Agrivoltaica Coreana, afirma que os problemas na indústria são causados por "Notícias Falsas".
O Instituto Fraunhofer alemão afirmou em 2021 que o governo sul-coreano está planejando construir 100.000 sistemas agrivoltaicos em fazendas como uma provisão de aposentadoria para os agricultores.
Índia
Projetos para locais isolados estão sendo estudados pela Amity University em Noida , norte da Índia. Um estudo publicado em 2017 analisou o potencial dos agrivoltaicos para os vinhedos na Índia. O sistema agrivoltaico estudado neste artigo consiste em painéis solares intercalados entre as culturas para limitar o sombreamento nas plantas. Este estudo afirmava que o sistema poderia aumentar a receita (sem lucro) dos agricultores indianos em uma área específica em 1500% (ignorando os custos de investimento).
Malásia
Na Malásia, a Cypark Resources Berhad (Cypark), o maior desenvolvedor de projetos de energia renovável da Malásia, em 2014 encomendou a primeira Fazenda Solar de Foto Voltaica Integrada da Malásia (AIPV) em Kuala Perlis . O AIPV combina uma instalação solar de 1 MW com atividades agrícolas em 5 hectares de terra. A AIPV produz, entre outras coisas, melões, pimentões, pepinos que são vendidos no mercado local.
Cypark posteriormente desenvolveu outras quatro fazendas solares integradas com atividades agrícolas: 6MW em Kuala Perlis com criação de ovelhas e cabras, 425KW em Pengkalan Hulu com vegetais locais e 4MW em Jelebu e 11MW em Tanah Merah com ovelhas e cabras.
A Universiti Putra Malaysia , especializada em agronomia , lançou experimentos em 2015 em plantações de Orthosiphon stamineus , uma erva medicinal frequentemente chamada de chá de Java em inglês. É uma estrutura fixa instalada sobre uma superfície experimental de cerca de 0,4 ha.
Vietnã
O Fraunhofer ISE implantou seu sistema agrivoltaico em uma fazenda de camarão localizada em Bac Liêu, no Delta do Mekong. De acordo com o instituto, os resultados do projeto piloto indicam que o consumo de água foi reduzido em 75%. Seu sistema pode oferecer outros benefícios, como sombreamento para os trabalhadores, bem como uma temperatura de água mais baixa e estável para um melhor crescimento do camarão.
Europa
Na Europa, no início dos anos 2000, estufas fotovoltaicas experimentais foram construídas, com parte do telhado da estufa substituído por painéis solares. Na Áustria, um pequeno sistema agrivoltaico experimental de campo aberto foi construído em 2007, seguido por dois experimentos na Itália. Seguiram-se experiências na França e na Alemanha. Um projeto piloto foi iniciado na Bélgica em 2020, que vai testar se é viável o cultivo de pereiras entre painéis solares.
A indústria fotovoltaica não pode recorrer aos subsídios da PAC europeia para construir em terrenos agrícolas.
Áustria
Em 2004, Günter Czaloun propôs um sistema de rastreamento fotovoltaico com um sistema de cremalheira de corda. O primeiro protótipo foi construído no Tirol do Sul em 2007 em uma área de 0,1 ha. A estrutura do cabo está a mais de cinco metros acima da superfície. Um novo sistema foi apresentado na conferência Intersolar 2017 em Munique. Essa tecnologia pode ser potencialmente menos cara do que outros sistemas de campo aberto porque requer menos aço.
Itália
Em 2009 e 2011, foram instalados sistemas agrivoltaicos com painéis fixos sobre vinhas . As experiências mostraram uma ligeira diminuição da produtividade e colheitas tardias.
Em 2009, a empresa italiana REM TEC desenvolveu um sistema de rastreamento solar de eixo duplo. Em 2011 e 2012, REM TEC construiu vários MW de usinas agrivoltaicas de campo aberto. Os painéis solares são instalados 5 m acima do solo para operar máquinas agrícolas. A sombra devido à cobertura dos painéis fotovoltaicos alegou ser inferior a 15%, de forma a minimizar o seu efeito nas culturas. A empresa anuncia como sendo a primeira a oferecer "sistemas automatizados de rede de proteção integrada na estrutura de suporte". REM TEC também projetou um sistema de rastreamento solar de eixo duplo integrado na estrutura da estufa. Segundo o site da empresa, o controle da posição dos painéis solares otimizaria o microclima da estufa.
França
Desde o início dos anos 2000, as estufas fotovoltaicas foram construídas experimentalmente na França. A empresa Akuo Energy desenvolve seu conceito de agrinergia desde 2007. Suas primeiras usinas consistiam em alternância de culturas e painéis solares. As novas usinas são estufas. Em 2017 a empresa Tenergie iniciou a implantação de estufas fotovoltaicas com uma arquitetura que difunde a luz de forma a reduzir os contrastes entre faixas de luz e faixas de sombra criadas por painéis solares.
Desde 2009, INRA , IRSTEA e Sun'R têm vindo a trabalhar sobre o programa Sun'Agri. Um primeiro protótipo instalado no campo com painéis fixos é construído em 2009 em uma superfície de 0,1 ha em Montpellier . Outros protótipos com painéis móveis de 1 eixo foram construídos em 2014 e 2017. O objetivo desses estudos é gerenciar o microclima recebido pelas usinas e produzir energia elétrica, otimizando o posicionamento dos painéis. e estudar como a radiação é distribuída entre as plantações e os painéis solares. A primeira usina agrivoltaica em campo aberto de Sun'R é construída na primavera de 2018 em Tresserre, nos Pirineus Orientais . Esta planta tem uma capacidade de 2,2 MWp instalada em 4,5 ha de vinhas. Irá avaliar, em larga escala e em condições reais, o desempenho do sistema Sun'Agri na vinha .
Em 2016, a empresa Agrivolta especializou-se na área dos agrivoltaicos. Depois de um primeiro protótipo construído em 2017 em Aix-en-Provence , a Agrivolta implantou seu sistema em um terreno do Instituto Nacional de Pesquisas Hortícolas (Astredhor) em Hyères . A Agrivolta ganhou vários prêmios de inovação A Agrivolta apresentou sua tecnologia na CES em Las Vegas em 2018.
Alemanha
Em 2011, o Instituto Fraunhofer ISE começou a pesquisar agrivoltaicos. A pesquisa continua com o projeto APV-Resola, que começou em 2015 e estava programado para terminar em 2020. Um primeiro protótipo de 194,4 kWp deveria ser construído em 2016 em um local de 0,5 ha pertencente à fazenda cooperativa Hofgemeinschaft Heggelbach em Herdwangen . Em 2015, a geração de energia fotovoltaica ainda não era economicamente viável na Alemanha sem os subsídios governamentais do FIT. Em 2021, os FITs não estavam disponíveis na Alemanha para sistemas agrovoltaicos.
Dinamarca
O Departamento de Agronomia da Universidade de Aarhus lançou um projeto de estudo do sistema agrivoltaico em pomares em 2014.
Croácia
Em 2017, foi instalada uma estrutura com uma usina de campo aberto de 500 kWp perto de Virovitica-Podravina . Os estudos agronômicos são apoiados pela Universidade de Osijek e pela escola de engenharia agrícola de Slatina . A produção de eletricidade é utilizada para o sistema de irrigação e máquinas agrícolas. No início, as colheitas que requerem sombra serão testadas sob o dispositivo.
Américas
Estados Unidos
Nos Estados Unidos, a SolAgra está interessada no conceito em colaboração com o Departamento de Agronomia da Universidade da Califórnia em Davis . Uma primeira usina de energia em 0,4 ha está em desenvolvimento. Uma área de 2,8 ha é usada como controle. Vários tipos de culturas são estudados: alfafa , sorgo , alface, espinafre, beterraba, cenoura, acelga, rabanete, batata, rúcula , hortelã, nabo, couve , salsa, coentro, feijão, ervilha, chalota e mostarda. Projetos para sítios isolados também são estudados. Sistemas experimentais estão sendo estudados por várias universidades: o projeto Biosphere 2 da University of Arizona, o projeto Stockbridge School of Agriculture ( Universidade de Massachusetts em Amherst ). Uma empresa de energia dos EUA está instalando colmeias perto de seu painel solar existente.
Chile
Três sistemas agro-fotovoltaicos de 13 kWp foram construídos no Chile em 2017. O objetivo deste projeto, apoiado pela Região Metropolitana de Santiago, foi estudar as plantas que podem se beneficiar do sombreamento do sistema agrivoltaico. A eletricidade produzida servia para movimentar instalações agrícolas: limpeza, embalagem e armazenamento refrigerado da produção agrícola, incubadora para ovos ... Um dos sistemas foi instalado em uma região com muitos cortes de energia.