Suporte solar agrícola

Os sistemas de suporte fotovoltaico (FV) agrícolas demonstram vantagens de valor multidimensionais em cenários de plantio e criação, especificamente nos seguintes cinco aspectos:

▶ Geração de energia fotovoltaica, aumentando a renda e a eficiência.

• Receita de Eletricidade: O sistema gera eletricidade continuamente utilizando painéis fotovoltaicos, que podem ser vendidos à rede ou utilizados para autoconsumo. Tomando como exemplo o projeto complementar fotovoltaico-pecuário de 400 MW no Condado de Shangyi, Província de Hebei, este utiliza módulos fotovoltaicos bifaciais de silício monocristalino de 650 watts/painel, aumentando a geração anual de energia em 15% em comparação com os módulos tradicionais. O projeto complementar fotovoltaico-pecuário da CITIC Pacific Energy Tonglu deverá gerar uma média de 110 milhões de kWh anualmente, economizando 13.500 toneladas de carvão padrão e reduzindo as emissões de dióxido de carbono em 35.400 toneladas.

• Economia nos custos de eletricidade: Os painéis fotovoltaicos podem fornecer eletricidade para autoconsumo em fazendas ou áreas de plantio, reduzindo os custos operacionais. Algumas fazendas relataram que o modelo "fotovoltaico-pecuária complementar" pode gerar uma economia de aproximadamente 30% nos custos de eletricidade.

▶ Melhorando o ambiente de reprodução (cenários de reprodução)

• Sombreamento e resfriamento no verão: Os painéis fotovoltaicos proporcionam uma "sombra" natural para os animais de criação no verão, reduzindo efetivamente a temperatura do ambiente de reprodução. Em projetos integrados de pecuária e energia solar, os painéis solares podem diminuir a temperatura dos currais em 3 a 5 graus Celsius no verão, proporcionando condições adequadas para o crescimento do rebanho.

• Isolamento térmico e proteção contra o vento no inverno: Os painéis solares também proporcionam isolamento térmico no inverno, reduzindo a perda de calor e melhorando o ambiente de vida do gado nessa estação.

• Redução do estresse térmico: Os painéis solares fornecem sombra para o gado, reduzindo o estresse térmico e promovendo um ambiente de reprodução mais saudável.

▶ Montagem rápida e personalizável

• O produto adota um design modular, com extensa pré-montagem concluída antes do envio. A instalação no local não requer cortes ou furos, apenas conexões aparafusadas, reduzindo significativamente o ciclo de construção. Ele também pode se adaptar de forma flexível às necessidades personalizadas dos clientes em termos de diferentes vãos, número de vagas de estacionamento e formas estruturais, atendendo aos requisitos de projeto "um plano, um design".

▶ Otimização do ambiente de plantio (cenários de plantio)

• Regulação da luz solar: Controlando o espaçamento entre os painéis solares (aumentando para mais de 4 metros, atingindo uma transmitância luminosa de 30% a 70%), é possível fornecer condições de iluminação adequadas para culturas com diferentes necessidades de luz. Em projetos híbridos de chá e energia solar, os painéis solares reduzem a incidência direta da luz solar no verão e, combinados com a preferência das plantas de chá por luz difusa, melhoram a qualidade do chá enquanto geram eletricidade.

• Proteção das plantações: Os painéis solares podem proteger as plantações de granizo, geada, seca e superaquecimento, estabilizando as colheitas.

• Efeito significativo na economia de água: O efeito de sombreamento dos painéis solares reduz a evaporação da umidade do solo, economizando aproximadamente 20% da água de irrigação.

▶ Uso eficiente da terra

• Uso duplo da terra: A implementação de um modelo tridimensional de uso da terra, com "geração de energia no telhado e plantio/criação de animais sob o telhado", melhora significativamente a eficiência de produção por unidade de área. Por exemplo, a comunidade de criação de animais com "complementação de energia solar e pecuária" na cidade de Heli alcança uma utilização eficiente do espaço em três dimensões.

• Melhoria na taxa de utilização integrada da terra: No projeto complementar de energia solar e cultivo de chá, adota-se um arranjo de componentes em fileira única, com amplo espaçamento e suporte elevado, para maximizar o uso do espaço da plantação de chá e garantir o desenvolvimento ecologicamente sustentável. O sistema de suporte flexível também permite aumentar a utilização da terra em mais de 30%.

▶Promoção da Agricultura Circular

• No cenário complementar de pecuária e energia solar, o esterco do gado criado sob os painéis fotovoltaicos, após a fermentação, pode ser usado como fertilizante orgânico para as terras agrícolas circundantes, reduzindo o uso de fertilizantes químicos e formando uma cadeia industrial agrícola circular de "geração de energia fotovoltaica - criação especializada - plantio ecológico".

Parâmetros

Instalação	Chão
Fundação	Estaca helicoidal / Concreto
Carga de vento	até 60 m/s
Carga de neve	1,4 kN/m²
Altura livre	2,5–5,5 metros
Tipo de moldura	Tipo de inclinação fixa / Tipo de inclinação ajustável / Estrutura flexível / Estrutura com trilho
Padrões	GB50009-2012, EN1990:2002, ASCE7-05, AS/NZS1170, JIS C8955:2017, GB50429-2007
Material	Alumínio anodizado AL6005-T5, aço inoxidável SUS304
Garantia	Garantia de 10 anos

 

Cenários aplicáveis

▶ Cenários de energia fotovoltaica + plantio

Sistemas de suporte fotovoltaico (FV) para agricultura têm sido aplicados com sucesso em diversos cenários de plantio:

 

• Sistema complementar de chá e energia fotovoltaica: No condado de Menghai, Xishuangbanna, província de Yunnan, foi adotado um modelo de "geração de energia nos painéis, com plantio de chá embaixo". Combinando as características das plantas de chá — sua preferência por sombra, umidade e luz difusa — uma abordagem inovadora, utilizando espaçamento amplo, suportes altos e arranjo de módulos em fileira única, melhora a qualidade do chá enquanto gera eletricidade, alcançando efetivamente o "uso duplo da terra".

 

• Sistema Complementar de Ervas Medicinais-PV: No condado de Ningming, província de Guangxi, foi adotado um modelo tridimensional de cultivo consorciado, combinando "projeto fotovoltaico + empreendimento + medicina tradicional chinesa". O pêssego de cinco dedos é cultivado em consórcio sob mais de 1.300 mu (aproximadamente 420 m²) de painéis fotovoltaicos, com uma produção de até 1.000 kg por mu (aproximadamente 100 kg por m²) e um lucro superior a 10.000 yuans, gerando energia nos painéis e cultivando ervas medicinais sob eles. O condado de Xifeng, província de Guizhou, também está explorando um novo modelo de "geração de energia nos painéis e cultivo de ervas medicinais sob eles", planejando plantar aspargos e outras plantas medicinais tradicionais chinesas sob mais de 2.000 mu (aproximadamente 500 m²) de painéis fotovoltaicos.

 

• Projeto complementar de energia fotovoltaica para laranjas/frutas: No condado de Xinping, em Yuxi, província de Yunnan, um projeto de geração de energia fotovoltaica que integra agricultura e silvicultura com pomares foi combinado para formar um projeto de demonstração de "complementação fotovoltaica para laranjas". Os suportes fotovoltaicos flexíveis da Jusheng Technology também foram instalados sobre os pomares, proporcionando ampla luz solar e espaço para o crescimento das plantações.

 

• Plantio convencional: Em montanhas ou encostas áridas, adota-se um modelo de suporte elevado e espaçamento amplo. Os suportes fotovoltaicos são elevados a 2,5 metros do solo, com um ângulo de inclinação fixo de 27 graus, permitindo a utilização "segmentada" da luz solar. Ervas medicinais de alta eficiência e produtos agrícolas de alta rentabilidade são cultivados sob os painéis.

 

▶ Cenários de energia fotovoltaica + pecuária (Projeto complementar de energia fotovoltaica para pecuária)

 

• Criação de gado (gado bovino e ovino): No condado de Shangyi, província de Hebei, um projeto complementar de energia fotovoltaica para pecuária, com capacidade de 400 MW, utiliza módulos fotovoltaicos bifaciais de silício monocristalino. Os módulos são instalados em suportes tubulares de concreto, proporcionando alta capacidade de carga e resistência ao atrito e aos impactos causados ​​pelo gado. No projeto integrado de energia fotovoltaica para pecuária da cidade de Xinhua, os painéis fotovoltaicos reduzem a temperatura do curral em 3 a 5 graus Celsius no verão, criando condições ideais para o crescimento dos ovinos.

 

• Criação de aves: Na área de criação "complementar de pecuária e energia solar" na cidade de Heli, condado de Gaotai, galinhas e gansos criados soltos são criados sob painéis fotovoltaicos. Os painéis fotovoltaicos proporcionam uma "sombra" natural e um microclima adequado para as aves. Na Usina Fotovoltaica Huamachi da Fugu Energy Dingbian New Energy Company, os painéis fotovoltaicos não apenas geram eletricidade, mas também fornecem abrigo natural para o gado, oferecendo sombra no verão e proteção contra o vento no inverno, resultando em um crescimento mais saudável para galinhas e ovelhas.

 

• Complemento entre peixes e energia solar: Nas regiões do Delta do Rio das Pérolas e dos lagos da China Central, os sistemas flexíveis de suporte fotovoltaico utilizam um projeto de grande vão para reduzir o número de fundações em estacas, minimizando significativamente a interferência com as atividades de aquicultura em viveiros de peixes. O espaçamento entre as fileiras, calculado cientificamente, garante luz solar subaquática suficiente, alcançando uma integração perfeita entre a geração de energia fotovoltaica e a aquicultura de alta qualidade.

 

 

Observações importantes:

▶ Considerações da Fase de Projeto

• Levantamento das necessidades de luz para culturas agrícolas e pecuária: É necessário um levantamento minucioso das necessidades de luz das culturas cultivadas. Alguns projetos complementares de energia fotovoltaica na agricultura têm apresentado redução na produtividade ou o fenômeno de "excesso de luz" devido a limitações tecnológicas, como a fixação dos painéis solares. O espaçamento e o ângulo de inclinação dos componentes devem ser ajustados de acordo com a saturação de luz da cultura para evitar sombreamento excessivo.

 

• Compatibilidade com a mecanização agrícola: Caso se planeje a utilização de máquinas agrícolas de grande porte na área de plantio, o ponto mais baixo da estrutura de suporte deve ser projetado para ficar a pelo menos 4 a 5 metros do solo, e devem ser instalados suportes antivibração para evitar colisões com as máquinas.

 

• Disponibilização de espaço para atividades de criação de animais: Em cenários de criação de animais, deve-se garantir espaço suficiente para a atividade dos animais e para a inspeção por parte da equipe. O espaçamento entre as colunas de sustentação deve atender aos requisitos de passagem dos animais.

 

• Levantamento Geológico Anterior: Os tipos de fundação apropriados devem ser selecionados com base no tipo de solo — fundações em solos moles exigem uma avaliação cuidadosa, enquanto estacas helicoidais podem ser usadas para melhorar a eficiência da construção em camadas de permafrost/rocha.

 

• As condições climáticas devem ser levadas em consideração em todos os aspectos: Em áreas propensas a tufões, o projeto resistente ao vento precisa ser aprimorado (as estruturas de cabos devem ser testadas em túnel de vento); em regiões de alta altitude e frias, é necessário calcular a carga de neve.

 

▶ Precauções na Etapa de Instalação

• Qualidade da construção da fundação: A base de apoio deve ser firme, com resistência adequada à extração, e o desvio de instalação deve ser controlado dentro de ±5mm.

 

• Controle de precisão da instalação: O ângulo entre os planos horizontal e vertical deve estar de acordo com o ângulo de inclinação do projeto, com um erro de instalação que não exceda ±2°.

 

• Especificações dos fixadores: As peças de reposição devem ser compatíveis com as especificações e o torque de aperto deve estar de acordo com as normas. É estritamente proibida a redução do número de parafusos, arruelas planas e arruelas de pressão.

 

• Proteção contra corrosão: Os cortes das seções de aço devem ser tratados com medidas anticorrosivas, as soldas devem ser esmerilhadas até ficarem lisas e as interfaces devem estar isentas de rebarbas.

 

 

Resumo

Os sistemas de suporte fotovoltaico (FV) agrícolas são infraestrutura essencial para modelos complementares agrofotovoltaicos e pastoris-fotovoltaicos. Eles integram de forma inteligente a geração de energia fotovoltaica com a produção agrícola, alcançando um modelo inovador de uso da terra de "geração de energia nos painéis, plantio/criação embaixo".

 

Do ponto de vista técnico, o sistema oferece opções de configuração flexíveis com base em cenários de aplicação específicos: em cenários de plantio, projetos como suportes altos (≥2,5 metros), espaçamento amplo (6-20 metros) e transmitância de luz controlável (30%-70%) criam iluminação adequada e espaço para o crescimento das culturas; em cenários de pecuária, os painéis fotovoltaicos combinam geração de energia com sombreamento, resfriamento, proteção contra o vento e isolamento, reduzindo efetivamente a temperatura do ambiente pecuário em 3-5°C no verão e economizando aproximadamente 30% nos custos de eletricidade para as fazendas de gado.

 

Do ponto de vista econômico, o sistema alcança o duplo valor de "aumento da renda proveniente da geração de energia + produção agrícola". Tomando como exemplo uma usina fotovoltaica agrícola de 400 MW, a geração anual de energia pode atingir centenas de milhões de quilowatts-hora, além de produzir dezenas de milhões de quilowatts-hora de energia limpa. Ademais, pode ser utilizada para o cultivo consorciado de ervas medicinais, chá, frutas e outras culturas comerciais, aumentando a renda dos agricultores vizinhos e formando uma cadeia de economia circular sustentável.

 

Do ponto de vista das políticas públicas, este sistema responde ativamente à estratégia nacional de "carbono duplo" e às políticas de revitalização rural, adaptando-se ao contexto político de "utilização integral da terra" e "redução das emissões de carbono na agricultura". À medida que a indústria fotovoltaica como um todo se desenvolve em direção a cenários diversificados e práticas ecologicamente corretas, o espaço de aplicação dos sistemas de apoio fotovoltaico à agricultura continuará a se expandir.

 

Referência do Projeto Solar First

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