Flutuando uma ideia energética: Cientistas estudam painel solar

Jul 23, 2023

Lagoas com painel solar em construção na Cornell Experimental Pond Facility. Duas das lagoas de controle estão ao fundo.

A Terra está ficando sem espaço.

A sociedade moderna exige alimentos e energia sustentável, por isso a ciência tem uma ideia: para preservar terras agrícolas para culturas e terras de conservação para a vida selvagem, colocar painéis fotovoltaicos flutuantes em lagos, rios e reservatórios.

O problema: ninguém definiu completamente como é que hectares de massas de água cobertas por painéis afectam os sistemas aquáticos biológicos, mas Cornell e o ecologista Steve Grodsky do US Geological Survey – e uma equipa multidisciplinar de investigadores – irão aprender em breve.

Steve Grodsky, professor assistente, coleta amostras de artrópodes em um lago coberto por painel solar no Cornell Experimental Pond Facility.

Desde meados de junho, Grodsky e um pequeno grupo de estudantes ligaram 378 painéis solares e 1.600 flutuadores – manualmente, um de cada vez – em três lagoas no Cornell Experimental Pond Facility, adjacente ao aeroporto de Ithaca. O projeto de três anos é financiado pelo Centro Cornell Atkinson para Sustentabilidade.

“Precisamos de energia renovável para mitigar as mudanças climáticas e precisamos de espaço para cultivar alimentos e apoiar os serviços ecossistêmicos”, disse o investigador principal Grodsky, professor assistente (cortesia) de recursos naturais e meio ambiente na Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida, e um membro do corpo docente da Cornell Atkinson. “Se cobrirmos parcialmente lagos e reservatórios com painéis solares, como poderemos fazê-lo de forma inteligente e sustentável? É isso que vamos descobrir.”

Especificamente, o projecto examinará como os painéis solares flutuantes nos lagos de investigação afectam as partes abióticas e bióticas da água; e como se comportam micróbios, macroinvertebrados (caracóis e lagostins), macrófitas (plantas aquáticas) e peixes. Os pesquisadores irão monitorar as emissões de gases de efeito estufa das lagoas, o crescimento de algas no verão, a bioacústica e o DNA ambiental.

Os cientistas da Cornell que se juntaram a Grodsky como co-investigadores principais são:

A Ciel & Terre, empresa francesa especializada no desenvolvimento de painéis solares flutuantes, faz parceria com os pesquisadores. A empresa implantou cerca de 280 projetos desse tipo em todo o mundo.

Grodsky disse que o interesse em painéis solares movidos a água está aumentando. Em dezembro passado, o deputado Paul Tonko (D-Nova York) e o deputado Jared Huffman (D-Califórnia) apresentaram a “Lei de Proteja nossas Águas e Expanda as Energias Renováveis ​​em nossos Reservatórios”, conhecida como “Lei POWER nossos Reservatórios”, que iria poupar terras, possivelmente reduzir a proliferação de algas nocivas, promover a produção de energia limpa em reservatórios de água federais e examinar a implantação de energia solar flutuante para criar energia renovável.

Citando relatórios do Laboratório Nacional de Energia Renovável, a lei proposta dizia que a implantação de painéis solares flutuantes em reservatórios poderia poupar 5 milhões de acres de terra e satisfazer 10% das necessidades de electricidade do país.

Embora Grodsky tivesse preferido ligar estes painéis solares à rede eléctrica, era demasiado caro para este projecto.

As lagoas liberam naturalmente gases de efeito estufa à medida que a matéria orgânica na água cresce e morre.

Adicionando painéis solares a um lago em julho, Steve Grodsky, à esquerda, e a estudante de doutorado Caitlin Davis pretendem entender como os painéis fotovoltaicos flutuantes afetam a biologia da água.

No final de julho, o pesquisador de pós-doutorado Nicholas Ray, a estudante de mestrado Tess Canino e Jera Jansen '25 começaram a examinar as concentrações de dióxido de carbono, metano e óxido nitroso que emanam das lagoas.

“Se conseguirmos compreender as implicações científicas da energia solar flutuante, teremos uma oportunidade para a produção de energia com uma pegada ambiental possivelmente baixa”, disse Ray, que trabalha no laboratório de Holgerson.

Nas lagoas de controle próximas, Canino – cuja formação é florestal – saiu de caiaque para ler os monitores de retenção de gás e anunciar as medições. “Não estou sentado em uma poltrona”, disseram eles. “Isso contribui para os esforços de conservação. Esta investigação prática é aplicável à nossa actual crise global e pode ajudar a mitigar o impacto das alterações climáticas.”