Sistemas de irrigação com solar: exemplos de aplicação e benefícios

As variações climáticas sempre foram motivo de preocupação para a atividade agropecuária, o que certamente favoreceu o desenvolvimento de tecnologias em diversas áreas.

E a indústria de irrigação é um importante pilar para a expansão do agronegócio em seus vários segmentos, como frutas, hortaliças, grãos, pastagens etc.

Segue, abaixo, alguns exemplos que ressaltam a importância da irrigação para o agronegócio, segundo o estudo Mercado de Irrigação Agrícola do Brasil, realizado pela TCP Partners, empresa de investimentos e gestão.

• Aumento da produtividade da ordem de duas a três vezes em relação ao sequeiro;
• Elevação da renda do produtor rural e redução dos riscos de produção;
• Utilização do solo durante todo o ano com até três safras anuais;
• Modernização dos sistemas produtivos estimulando novas tecnologias e a ampliação da assistência técnica;
• Aumento da oferta e da regularidade de alimentos como arroz, feijão, trigo, batata, frutas e verduras;
• Maior viabilidade para culturas de valor agregado, criação de pólos agroindustriais e abertura de novos mercados;
• Fortalecimento da estrutura financeira dos produtores e desenvolvimento do mercado de financiamento agrícola.

A partir desta análise, elaboraram o estudo evidenciando para investidores, empresas e grupos empresariais as oportunidades de negócios e aportes no setor.

De acordo com a TCP Partners, a previsão é que o Brasil tenha até 2040 um aumento da área de cultivo irrigada que chegará a 12,4 milhões de hectares. Ou seja, um acréscimo de 4,2 milhões de hectares ou 50% em termos relativos para os próximos 20 anos.

Para se ter uma ideia, desde 2016, a agricultura irrigada no país apresentou uma taxa de crescimento ao ano de 4,7%. Em 2021, conforme os dados do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística), a área irrigada correspondeu a 8,2 milhões de hectares.

Diante deste cenário, podemos dizer que há uma gama de investimentos que podem ser feitos neste segmento, bem como a alta pode estimular cada vez mais a adoção da tecnologia fotovoltaica e acrescentar, consequentemente, mais demanda energética aos produtores rurais que apostam nesta fonte.

“E como seria essa demanda energética? Com a inclusão do gerador de bateria”, disse o engenheiro eletricista Fernando Negri, especialista no desenvolvimento de projetos híbridos (solar/bateria/gerador).

“Isso varia muito muito de cada cliente. Se ele está disposto a ter um Capex inicial mais elevado, ficaríamos com bateria para termos uma economia no diesel. Porém, se o cliente não tem disponibilidade para um Capex muito alto, teria a topologia com o gerador em paralelo, possibilitando uma economia de 60% do diesel, por exemplo”, relatou.

Na visão dele, o Capex da bateria ainda possui um valor elevado, mas com o tempo tal produto terá um preço mais competitivo. “Hoje vemos a BYD no mercado, que está procurando ter um Capex inicial mais baixo”.

“Além da BYD, vemos outras empresas entrando com sistemas de locação. Ao invés de pagar o custo do diesel, paga-se um valor mais baixo para as baterias. Portanto, algumas companhias estão entrando no mercado e começando a viabilizar mais o negócio”, destacou.

Exemplo de aplicação

Para contextualizar a sinergia entre os sistemas de irrigação, energia solar e baterias, o engenheiro trouxe exemplos de aplicações em campo desta solução híbrida na Bahia, Goiás e Mato Grosso – na qual foi coordenador destes projetos.

“Notamos que muitos lugares não tinham demanda disponível para irrigação, silo e, com isso, percebemos que os clientes estavam utilizando muito gerador a diesel. Assim, começamos a estudar diversas topologias para poder reduzir o custo deste combustível”, disse.

Em meio a este cenário, desenvolveram em torno de cinco topologias, que seriam 100% com solar. “No caso, seria somente para o sistema irrigar das 7h até às 17h. Um pivô, por exemplo, que consome 100 kW teria uma usina de 250 kWp para poder atendê-lo, só com fotovoltaico”

“Porém, sabemos que os cultivos da irrigação variam demais. Pode ser que sete horas de irrigação não dê. Então, colocamos um gerador de backup. O mesmo funciona 100% com solar, e se precisar mais irrigação entra o gerador”, explicou.

Segundo ele, o Capex nesta situação é um pouco mais alto, porque é o dobro da potência para poder ter a geração pico, quando a irradiação ideal aparecer. “Então, às sete horas da manhã tem sol, vai bater o pico da produção para o sistema funcionar. Vale ressaltar que varia muito, a região e a sujidade da área também”.

Segundo ele, essa aplicação com solar é mais vantajosa, pois o kWh fica mais barato, já que não tem o diesel trabalhando em paralelo. “As desvantagens são que é uma aplicação muito específica, geração não é constante e a redução do kWh depende muito das condições climáticas, porque se for um dia que a irradiação não está ideal, estarei com o meu gerador acionado por mais tempo”.

“Assim, temos a topologia 100% com fotovoltaico e a 100% fotovoltaico com gerador de backup. Porém, há alguns cultivos em que não posso ter a oscilação da geração. Neste caso, fizemos uma topologia que há o gerador em paralelo com a solar, possibilitando economia de 60% no consumo do diesel, pois o gerador fará referência para o solar e atenderemos as cargas do pivô”, frisou.

Além disso, a vantagem, de acordo com Fernando Negri, é que dá para atender em locais remotos, onde não tem disponibilidade de demanda. “A desvantagem é que tem uma baixa penetração fotovoltaica, pois não posso colocar muito solar já que tenho uma reserva do gerador e tenho que fazer um paralelismo ideal”.

Exemplo de solar com baterias e diesel

Outro exemplo citado pelo engenheiro eletricista é uma balsa em Manaus que utilizou solar com baterias e diesel. “A função da bateria é fazer a referência para o fotovoltaico e atender as cargas por uma hora, fora isso entra o gerador em paralelo. Este tem um dos menores custos de LCOE (custo nivelado de energia) do kWh, porém tem um Capex mais elevado”.

Toda essa topologia varia muito sobre o perfil de carga e o cultivo do cliente. “Um exemplo, se for soja mais milho, é uma coisa, se for soja, milho e feijão é outro tipo de sistema. Ou seja, varia conforme o cultivo, perfil de carga, local e sujidade do solo”, concluiu.

Mais dados sobre o mercado de irrigação

O estudo da TCP Partners apontou ainda que a cultura de cana-de-açúcar fertirrigada representa 2,9 milhões de hectares ou 35,4% em relação ao total, seguido pelas demais culturas em pivôs centrais (arroz, cana e café) com 1,4 milhões de hectares ou 17,6% em relação ao total.

A região Sudeste concentra a maior participação no percentual de área irrigada, com 39,8%, seguida pelo Sul com 25%, enquanto o Norte representa apenas 5,5%.

PIB no agronegócio

O PIB (Produto Interno Bruto) do agronegócio possui um histórico de volatilidades que pode ser explicado pela variação dos preços das commodities (grãos, proteína etc) e pelos eventos climáticos extremos, causando altas e baixas.

Conforme a reta da tendência do gráfico do PIB do agronegócio, o setor vem experimentando um ciclo de crescimento ancorado na produtividade e na dinâmica favorável dos preços internacionais das commodities.

A série histórica divulgada pelo IBGE revelou que desde o PIB Agro teve quatro quedas, as quais foram influenciadas pelos eventos climáticos (destaque em vermelho no gráfico).

Entretanto, os eventos climáticos da série anual pesquisada evidenciaram que o PIB do Agro foi impactado por quatro eventos extremos, todos estes com relação ao estresse hídrico.

“Então, como os produtores podem mitigar ou se proteger dos eventos extremos sabendo que as ações mundiais para enfrentamento das mudanças climáticas são de longo prazo? A equipe da TCP não tem a resposta completa, mas sugere que os produtores agrícolas irão recorrer cada vez mais às tecnologias de irrigação e a genética”, concluiu a pesquisa.