A energia solar ocupa muito espaço – veja como torná-la mais ecologicamente benéfica para o terreno onde está instalada

Àmedida que as sociedades procuram formas de reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e abrandar as alterações climáticas, a energia solar em grande escala desempenha um papel central. Os cientistas do clima consideram-na a ferramenta com maior potencial para reduzir as emissões de dióxido de carbono até 2030. Nos EUA, o Departamento de Energia prevê que a energia solar será responsável por quase 60% de toda a nova capacidade de geração de eletricidade em escala de serviço público instalada em 2024. Mas os locais ideais para o desenvolvimento solar muitas vezes sobrepõem-se a terras agrícolas ou pastagens utilizadas para pastagem de gado. Normalmente, os painéis solares em grande escala são concebidos para maximizar a geração de energia, sem muita consideração pelos ecossistemas em que estão inseridos.

Por exemplo, a classificação de terrenos e a remoção da vegetação podem causar erosão e enviar escoamento para os cursos de água .

aquecimento global pela metade até 2050, mostra um novo estudo

Os desenvolvedores de energia solar foram multados por tais violações ambientais na Geórgia , Massachusetts , Alabama, Idaho e Illinois.

Também existem preocupações sobre a forma como as grandes instalações solares afetam os padrões de movimento dos animais. No oeste dos EUA, a remoção da vegetação nativa para dar lugar a parques solares pode ameaçar animais e insetos ameaçados de extinção que dependem destas plantas como alimento e habitat. As comunidades de plantas nativas levam muito tempo para se restabelecerem nessas áreas com escassez de água depois de serem perturbadas.

Sou ecologista e membro de uma equipe de pesquisa liderada por Alan Knapp na Colorado State University. Investigamos como o desenvolvimento solar afeta a saúde do ecossistema das pastagens – em particular, como o crescimento das plantas e os padrões de uso da água e a resposta à luz mudam quando os painéis solares são instalados no alto. Através deste trabalho, esperamos informar um futuro mais sustentável para a energia solar.

Dois usos da terra são melhores do que um

Uma alternativa crescente ao uso da terra exclusivamente para geração de energia solar é chamada de agrivoltaica. Como o próprio nome sugere, esta estratégia combina agricultura e energia solar no mesmo terreno. Os projetos agrovoltaicos podem ocorrer em terras agrícolas, pastagens e habitats para polinizadores importantes para a agricultura. Esta abordagem de dupla utilização para o desenvolvimento solar tornou-se popular em todo o mundo

A grande maioria dos projetos agrovoltaicos nos EUA estão em terras geridas para pastagem de gado e habitat de polinizadores. Esses locais são ideais para a colocação de energia solar porque, diferentemente das áreas agrícolas, não requerem irrigação ou o uso de grandes máquinas.

No entanto, estas terras dependem das chuvas para apoiar o crescimento das plantas, e a presença de painéis solares afeta a forma como a água chega ao solo. A maioria das matrizes agrivoltaicas utilizam programas de rastreamento solar que maximizam a produção de energia inclinando os painéis para seguir o sol no céu. À medida que isso acontece, os painéis criam microambientes distintos que são bastante diferentes das condições naturais.

Por exemplo, no Colorado, a maior parte da precipitação ocorre à tarde, quando os painéis solares estão inclinados para oeste em direção ao sol. Como resultado, a maior parte da precipitação em locais agrovoltaicos concentra-se nas bordas ocidentais dos painéis, onde cai no solo. Esta redistribuição pode multiplicar a precipitação nas bordas do painel por até um fator de quatro, ao mesmo tempo que restringe a precipitação em outras manchas.

O pastoreio solar é a prática de pastar gado (mais comumente ovelhas) em locais de instalação solar. Houve um enorme crescimento no desenvolvimento da geração de energia fotovoltaica (“fazenda solar”) na Carolina do Norte. Na verdade, o estado ocupa o terceiro lugar no país em capacidade solar instalada. Os mais de 9.000 acres de instalações solares representam uma oportunidade extraordinária para os agricultores iniciantes celebrarem contratos de arrendamento de longo prazo com proprietários de fazendas solares para integrar animais de pastoreio

Outro fator é que os painéis solares introduzem sombra nas pastagens adaptadas a condições de alta luminosidade. Como as matrizes são otimizadas para interceptar a luz solar, muito menos luz atinge as plantas abaixo dos painéis.

A ecologia por trás da ecovoltaica

Até agora, nosso trabalho mostra que os microambientes distintos criados pelos painéis solares produzem padrões igualmente variados de crescimento das plantas . Esta descoberta é encorajadora: significa que a variação ambiental criada pelos painéis solares que rastreiam passivamente o sol é suficiente para fazer com que as plantas respondam de forma diferente. Estes microambientes poderiam potencialmente apoiar um mosaico de comunidades vegetais que beneficiam de diferentes condições.

Em alguns casos, condições mistas como estas, com níveis variados de luz e água, podem ser boas. Um conceito bem testado na ecologia da restauração – a ciência da restauração de ecossistemas danificados – é que ambientes com mais variedade suportam misturas mais diversificadas de plantas e animais.

Num artigo de 2023, delineámos um conceito que exige uma abordagem ecologicamente informada para o desenvolvimento solar . Esta abordagem, chamada ecovoltaica, exige que se dê igual prioridade à produção de energia e aos serviços ecossistémicos .

Uma abordagem ecovoltaica permite que os gestores de terras utilizem a energia solar em seu benefício. Projetar e gerenciar painéis solares de forma enraizada em conceitos ecológicos fundamentais pode produzir mais sinergias entre os ecossistemas e a energia solar. Os gestores de terras poderiam usar abordagens ecovoltaicas para melhorar terras degradadas, projetando painéis solares para melhorar os processos naturais. Por exemplo, como as bordas dos painéis solares redistribuem e concentram as chuvas, tornando o solo abaixo deles mais úmido, elas poderiam ajudar no estabelecimento de mudas nesses locais.

Em regiões áridas, matrizes poderiam ser projetadas para promover este efeito e melhorar a restauração. Se a água for escassa, poderiam ser concebidos conjuntos para reduzir a quantidade de solo exposto, o que, por sua vez, reduziria a quantidade de água perdida para a atmosfera através da evaporação.

Muitos fatores influenciam as decisões de gestão da terra. A história da terra, o acesso à água, os tipos de solo, a vegetação e a topografia desempenham um papel. A ecovoltaica acrescenta outro fator: equilibrar a produção de energia por unidade de área com os efeitos ecológicos de um determinado painel solar. Uma abordagem ecovoltaica à energia solar requer repensar fundamentalmente a forma como as decisões de desenvolvimento solar são tomadas.

Como os serviços e atributos ecossistémicos em agroecossistemas degradados, pastagens ou outros ecossistemas de baixa estatura podem ser melhorados através de uma abordagem ecovoltaica

Os sistemas ecovoltaicos podem ser configurados de diferentes maneiras para atingir objetivos ecológicos específicos, como reduzir a perda de água do solo ou criar zonas de sombra para o gado pastar

Hoje, o acesso às linhas de transmissão de eletricidade limita onde a energia solar pode ser implantada em muitas áreas. Se as linhas de transmissão e as subestações estiverem muito distantes ou subdimensionadas, é pouco provável que a energia solar seja desenvolvida.

Novos projetos de transmissão que aliviem esta restrição geográfica poderão proporcionar mais opções. Com maior flexibilidade na escolha dos locais, os promotores poderiam afastar-se dos ecossistemas naturais altamente sensíveis e instalar painéis solares em terras abandonadas, com escassez de água ou de outra forma degradadas. A ecovoltaica pode ser uma solução para estabilizar a economia das comunidades onde terras produtivas foram retiradas para conservar recursos

A energia solar está aumentando a níveis que a tornam fundamental para uma transição para energia limpa. Os meus colegas e eu acreditamos que o desenvolvimento solar deve prosseguir de uma forma que reflita o pensamento ecológico. Na nossa opinião, uma abordagem ecovoltaica à energia solar pode produzir resultados ecológicos positivos e tornar a energia solar ainda mais sustentável

Os serviços prestados pela agrovoltaica são indicados pelos ícones

Fazendo energia solar de forma diferente

( a ) geração de eletricidade renovável, ( b ) diminuição das emissões de gases de efeito estufa, ( c ) aumento do rendimento das colheitas, ( d ) proteção das plantas contra o excesso de energia solar, ( e ) proteção das plantas contra intempéries, como granizo, ( f ) conservação de água, ( g ) emprego agrícola, ( h ) alimentação local e ( i ) aumento de receitas.