FruitPV - Green&Smart Energy Orchards

• Entidade líder do projeto: COTHN-CC
• Responsável pelo projeto: Maria do Carmo Martins
• Site do projeto: Visitar sítio Web
• Parceiros:
  • INIAV
  • Akuo
  • Campotec
  • Cerfundão
  • Cooperfrutas
  • Instituto Politécnico de Leiria
  • APMA
  • CEREJORANJE
  • SEMENTEVAL
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• Breve descrição:

  Com o conhecimento e experiência que aporta às diferentes vertentes envoltas do desenvolvimento agroenergético, a iniciativa FruitPV propõem-se a realizar um conjunto de atividades de I&D+I com o intuito de estudar, otimizar e validar modelos para implementação futura, num panorama industrial e comercial de projetos AEs resilientes e sustentáveis, a diferentes níveis e aos quais acresce a proposta de constituição de CERs e/ou ACs. É expectável que, assim criadas, as CERs e/ou ACs beneficiem a descarbonização, independência e descentralização energética, resultando na criação de novas cadeias de valor na agricultura e energia. Serão desenvolvidos modelos de referência e diferentes modelos AEs ao nível da integração da produção agrícola e estrutura energética, procurando compatibilizar e incrementar os sinergismos destas atividades. Em cada um dos modelos estará incorporado um sistema de monitorização, para análise e otimização, integrando as diferentes componentes da produção energética com a produção agrícola, assim como as condições edafoclimáticas inerentes.

• Identificação do problema ou oportunidade que se propõe abordar:

  As alterações climáticas estão profundamente ligadas quer com as atividades agrícolas quer com a queima de combustíveis fósseis e representam, diretamente, um risco acrescido na produção de alimentos face à sua crescente inadaptabilidade ao ambiente produtivo, comprometendo a quantidade, regularidade e qualidade da oferta e, assim, o rendimento e viabilidade da atividade agrícola. Para além das necessidades urgentes ao nível ambiental e climático, a problemática das cadeias de abastecimento consequente das últimas crises – a pandemia de COVID-19 e o conflito Rússia-Ucrânia – aumentaram o foco da União Europeia na segurança alimentar e numa maior autonomia e independência energética.

  O conjunto destas duas necessidades emergentes com o crescimento da população mundial e suas necessidades, têm vindo a demonstrar a existência de um outro problema relativo à escassez na disponibilidade de solo. As instalações de produção solar FV ocupam e competem com o espaço que poderia ser potencialmente usado para culturas agrícolas, em superfícies de solo relativamente planas, férteis e produtivas, e vice-versa.

  O conceito agroenergético (doravante AE), surge como inovadora alternativa que possibilita a compatibilização das duas atividades, resultando em: melhor aproveitamento do terreno; redução de riscos na produção agrícola (granizo, geada, escaldão solar, vento, etc.) devido a eventos climáticos extremos; possibilidade de redução de tratamentos fitossanitários ou necessidades hídricas e fomentam a sustentabilidade a diferentes níveis (ambiental, ecológica, toxicológica, etc.), com impacto potencial muito relevante na competitividade e resiliência das explorações agrícolas, que assim alargam a sua funcionalidade e reduzem, eliminam ou invertem a sua pegada de carbono, através um de modelo de produção mais ecológico e sustentável, face a produções convencionais.

• Objetivos visados:

  Objetivo Operacional 1 - Incrementar a eficiência energética

  ID1.1: Rácio de Uso do Solo num sistema Agroenergético Fruit.PV (RES Fruit.PV)

  ID1.2: Eficiência da Produção Energética (PEE) por área de painéis Fruit.PV face à produção energética por área de painel de referência (175KWh/m2)

  ID1.3: Variação da eficiência energética do sistema agroenergético face ao sistema de referência de uma instalação fotovoltaica tradicional, proporcionado pelo microclima benéfico, através da variação da Eficiência Nominal do Painel Fotovoltaico (REnPf = Eficiência da célula em STC - (Temp. de operação da célula * Coef. de temperatura Pmáx.))

  ID1.4: Desenvolvimento e implementação de software inteligente para maximização da eficiência energética e agronómica;

  Objetivo Operacional 2 - Promover as energias renováveis e a produção descentralizada de energia

  ID 2.1: Instalação de modelo piloto Fruit.PV de sistema solar fotovoltaico compatível, complementar e sinérgico com a atividade agrícola;

  ID2.2: Variação dos rendimentos frutícolas proporcionada pela alteração microclimática

  ID2.3: Reforço da proteção dos frutos pela estrutura energética que reduzirá os danos causados (AEresist) pela ocorrência de eventos climáticos indesejados (granizo, vento, geada e escaldão solar), num sistema AE;

  ID2.4: Emissão de CO2 evitadas, em gCO2e/KWh, calculadas através da diferença entre o consumo energético de referência antes da instalação do sistema AE (ex_ante) e o consumo energético de referência após a instalação do sistema AE (ex_post), multiplicada pelo fator de emissão (FE) de CO2 associado à energia elétrica (valor de referência de 129 gCO2e/KWh do Boletim da APREN de 2022)

  ID2.5: Apresentação de modelos de governança de negócio de CER e/ou ACC;

  ID2.6: Realização de atividades de comunicação, divulgação e disseminação da Iniciativa;

  ID2.7: Realização de artigos científicos baseados no impacto da implementação de sistemas AE's

  Objetivo Operacional 3 - Reduzir os custos com energia

  ID3.1: Redução dos custos de Energia (RcE) através do autoconsumo local de energia renovável produzida no sistema AE, reduzindo a compra de eletricidade à rede elétrica de distribuição;

  ID3.2: Menor Necessidade de Energia para Irrigação (NecI), devido ao microclima benéfico sobre a cultura e ao sistema de captação e armazenamento de água pluvial, que contribui para redução das Necessidades Hídricas (NecH).

  ID3.3: Redução de encargos com a energia elétrica, calculada através da diferença entre o consumo energético de referência antes da constituição de uma CER ou ACC (CER_ex-ante) e o consumo energético à rede estimado após a constuição de uma CER ou ACC (CER_ex-post), multiplicada pelo custo unitário médio (CU) de aquisição de energia elétrica à rede.

• Sumário do plano de ação:

  Focado na viabilidade a grande escala e em diferentes tipos de culturas, como a frutícola e hortícola e em regiões das Beiras e Serra da Estrela e Região do Oeste, o projeto irá desenvolver-se num conjunto de objetivos mais amplos:

  1. Desenvolver e instalar vários modelos AE sobre um pomar moderno de macieiras, que permita:

  • (i) analisar o efeito da colocação de diferentes modelos AE sobre o pomar;
  • (ii) analisar os efeitos agronómicos resultantes dos modelos AE instalados;
  • (iii) estudar uma nova arquitetura de pomar que potencie os benefícios da cobertura com FV na produção agrícola e energética nacional.
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  2. Otimizar sistemas, através de simulações de softwares desenvolvidos e avaliações locais através de sensorização instalada, com o objetivo de melhorar a confiabilidade, robustez e facilidade de operação e manutenção do sistema, resultando em maiores rendimentos.

  3. Avaliar a adaptação dos modelos em estudo a diferentes espécies conduzidas em linhas (fruteiras, hortícolas), localizações geográficas e respetivas condições edafoclimáticas.

  4. Preparar um caderno de especificações e encargos (legais, socioeconómicos, tecnológicos e ambientais) para a constituição de CERs ou de ACCs, no âmbito de instalações agroenergéticas e de outras atividades do setor agrícola e agroindustrial.

  5. Oferecer ao mercado propostas quantificadas para o modelo de FruitPV, com base na produção e eficiência energética, desempenho fisiológico das plantas (fixação de carbono, fluorescência da clorofila a, Non Photochemical Quenching, eficiência do uso de água e da luz, etc.) e qualidade da fruta (ex. % fruta comercializável, nível de coloração, taxa de crescimento, grau brix, etc.), bem como propostas para redução da dependência de combustíveis fosseis na atividade agroindustrial através do uso da tecnologia FV.

  6. Alcançar os mais altos níveis de aceitação social envolvendo todos os principais interessados – agricultores, associações de agricultores, autoridades públicas, empresas de desenvolvimento das estruturas agroenergéticas, entre outras entidades-chave.

• Pontos de situação / Resultados:

  Dado o enorme interesse levantado pelo projeto e tendo em conta a necessidade de continuar a validar os resultados obtidos até ao momento, foi apresentada uma candidatura à bolsa de iniciativas para a constituição de Grupos Operacionais no âmbito do PEPAC tendo a mesma sido considerada elegível para a segunda fase.
  Espera-se assim continuar a recolher os dados consolidando os resultados obtidos e estudar novas adaptações, tendo por base os resultados obtidos, que permitam otimizar mais ainda os processos e produção de energia e produção de maçãs com qualidade. Outra preocupação é conseguir estufar novas abordagens que possam ajudar a diminuir os custos de investimento e a alavancar a adoção.

  Apresentação de resultados preliminares do projeto FruitPV no International AGRIPV NEXUS meeting, realizado nos dias 20 e 21 de novembro de 2025, que pode ser consultada aqui.