Os 'canais solares' que fazem uso inteligente do espaço na Índia

A energia solar é limpa, mas geralmente ocupa grandes extensões de terra. Na Índia, uma alternativa é transformar os canais do país em trilhas brilhantes de painéis solares. Enquanto o forte sol do meio-dia atinge uma pequena e empoeirada vila em Gujarat, no oeste da Índia, linhas de painéis solares azuis em estruturas de suporte de aço serpenteiam até o horizonte. Os painéis cobrem o topo dos canais de irrigação, brilhando como espelhos iridescentes. Este pequeno vilarejo de casas simples era uma das muitas comunidades rurais da Índia que, até recentemente, não tinham eletricidade.

No entanto, agora uma lâmpada ilumina cada casa para que as crianças possam estudar à noite e os fazendeiros possam ordenhar suas vacas muito depois do pôr do sol.

A Índia depende tradicionalmente de usinas a carvão, que geraram 72% da eletricidade do país em 2020-21 . A combinação de sol abundante do país -cerca de 300 dias ensolarados por ano- e uma grande população faminta por energia torna o local ideal para a energia solar. A capacidade solar do país atingiu 90 GW no final do primeiro trimestre de 2021, com o objetivo de crescer para o dobro até 2023.

Mas um dos principais desafios na construção de fazendas solares é encontrar o lugar certo para fazê-lo. A terra é relativamente cara na Índia e muitas vezes tem vários proprietários, então a compra de terra envolve muitas formalidades. A alta densidade populacional da Índia também pressiona a terra, com uma média de 464 pessoas por quilômetro quadrado. Os painéis solares no telhado são uma solução, mas o espaço ensolarado no topo dos edifícios também é limitado.

Em Gujarat, a resposta foi cobrir seus canais com painéis solares, como uma solução que economiza terra, água e emissões de carbono em um só.

Nos últimos anos, o foco do mercado de energia solar mudou de projetos de utilidade em larga escala para projetos menores que fazem uso mais inovador do espaço, e a energia solar usando painéis sobre canais é um exemplo principal.

Um trecho piloto de 750 metros em Gujarat em 2014 levou à primeira usina de energia solar em grande escala no topo de um canal no distrito de Vadodara de Gujarat em 2015, a um custo de US$ 18,3 milhões. A longa extensão dos canais que saem do rio Narmada permite que a eletricidade seja extraída em vários pontos.

A energia gerada pelo canal solar pode fornecer eletricidade para os agricultores durante a estação de irrigação de uso intensivo de energia, e fora da estação a eletricidade pode ser alimentada na rede estadual, vendida para empresas de distribuição ou usada pela autoridade do canal. Como essa energia é gerada em uma área rural, as perdas de transmissão são reduzidas e a rede local é fortalecida.

Desde o primeiro projeto de canal solar, vários outros foram realizados na Índia, incluindo um projeto de energia solar no topo do canal de 100MW no topo dos canais ramificados do rio Narmada, estendendo-se por uma distância de 40 km, a um custo estimado de 1 bilhão de rúpias indianas. (70 milhões de reais).

No geral, Gujarat tem mais de 80.000 km de canais serpenteando pelo estado. De acordo com a Empresa Estatal de Eletricidade, se 30% disso fosse convertido em energia solar, 18.000 MW de energia poderiam ser produzidos, economizando 90.000 acres de terra.

As vantagens das usinas solares no topo dos canais não são apenas sobre a produção local de energia e a economia de terras. Por um lado, as usinas de energia solar podem ser construídas muito mais rapidamente do que as grandes usinas de carvão ou gás. Por outro lado, a cobertura sobre o canal ajuda a evitar a evaporação da água, deixando mais disponível para as plantações e para as pessoas.

Em estados como Gujarat, Rajastão e Maharashtra, onde os canais são usados principalmente para irrigação, a evaporação é um grande problema. Outra vantagem da sombra dos painéis é conter a proliferação de algas nos canais. O crescimento de algas pode entupir as bombas de água e causar toxicidade. Com a instalação dos painéis solares e a ausência de luz solar direta, o crescimento de algas é drasticamente minimizado.

E enquanto a água pode se beneficiar dos painéis solares acima, o mesmo acontece com os painéis da água abaixo. A água corrente ajuda os painéis a permanecerem frios, o que aumenta sua eficiência em pelo menos 2,5-5%. Existem algumas desvantagens, no entanto. As usinas no topo do canal são mais caras de construir do que as usinas solares normais.

Os suportes devem ser galvanizados com uma camada protetora de zinco porque a água abaixo aumenta o risco de corrosão. Encontrar o local certo também é difícil, pois a largura do canal tem que ser perfeita. Muito largo, e a construção torna-se difícil e cara. Muito estreito, e o número de painéis que podem ser construídos é muito pequeno para absorver luz solar suficiente. E, claro, deve haver trecho de canal suficiente para acomodar a estrutura solar planejada.

E, como os painéis solares colocados em terra ou telhados, os painéis devem ser limpos regularmente, pois a produção de eletricidade diminui se a poeira se acumular em cima deles. A operação e manutenção de projetos de topo de canal é um grande desafio, pois é preciso construir rampas para facilitar a limpeza.

Algumas empresas usam pulverizadores e robôs para limpar os painéis em áreas remotas. Como as plantas no topo do canal estão espalhadas por grandes áreas e não podem ser protegidas por muros ou cercas, as preocupações com a segurança são importantes câmeras devem ser instaladas para monitorar furtos.

A natureza sinuosa dos canais também impõe restrições. Para maximizar a absorção de energia, os painéis solares devem estar voltados para o sul, mas a direção do canal não pode ser ditada. Os painéis solares também agem como uma obstrução para reparar os canais ou remover o lodo, e muitas vezes as árvores ao longo do canal precisam ser cortadas, pois as áreas precisam estar livres de sombra.

Até agora, oito estados indianos encomendaram projetos solares de canal. Esses projetos inovadores podem fornecer eletricidade barata e consistente para milhões de agricultores e melhorar seus lucros. E há mais potencial para maximizar a energia renovável dos canais da Índia, se essas fazendas solares forem combinadas com a energia hidrelétrica de baixo, como sugeriram alguns pesquisadores.

Com sua eficiência de resfriamento a água e benefícios mútuos para os canais que correm abaixo, parece provável que esses canais solares brilhantes e sinuosos se tornem uma visão muito mais comum na Índia.