Energia solar, mas não como pensas
A combinação de circunstâncias na Koppert Cress tornou possível desenvolver um sistema único de coletores solares em colaboração com Bart van Meurs: o "telhado de energia".
Passando pelo telhado, na fase de projeto
O armazenamento de calor e frio no solo (ATES) é uma ótima técnica para usar o calor extraído de uma estufa no verão, para aquecer a mesma estufa de maneira sustentável no inverno. Há anos que usamos essa técnica para nossa satisfação para reduzir a nossa dependência de combustíveis fósseis. Graças à presença do nosso ATES, pudemos desenvolver um sistema único de coletores solares: o 'telhado de energia'.
Em 2010, construímos uma nova estufa e área de embalagem. Para aquecimento, usamos o calor de baixo grau (<40°C) do nosso ATES. Na província de South Holland, onde as nossas estufas estão localizadas, o armazenamento de calor no solo é geralmente limitado a um máximo de 25°C. No entanto, para poder usar as nossas fontes de forma ainda mais eficiente, recebemos permissão para injetar até 40ºC por meio de um Green Deal.
Para aproveitar ao máximo as nossas oportunidades, enfrentamos dois desafios. Em primeiro lugar, havia um défice de calor no balanço energético. Um equilíbrio entre a energia extraída e injetada é necessário para o uso adequado do ATES, tanto funcionalmente quanto do ponto de vista da legislação e regulamentação. Além disso, não havia fontes sustentáveis de água a 40°C disponíveis na empresa na época da concessão do Green Deal.
Procuramos urgentemente formas de armazenar mais calor nas fontes de forma sustentável. O calor residual das células de resfriamento foi adicionado à instalação e até mesmo a água de superfície adjacente à empresa foi regularmente resfriada. Ainda assim, a necessidade de mais calor (residual) permaneceu.
A área de processamento de Koppert Cress possui uma enorme cobertura plana, que foi inicialmente destinada (e mais pesada) para a instalação de painéis solares (fotovoltaicos solares). Devido aos preços relativamente baixos da eletricidade e ao alto investimento, o caso de negócios para painéis solares é relativamente pouco atraente para grandes consumidores. Este espaço disponível gratuitamente deu-nos a ideia do 'tecto de energia'.
Uma piscina, na cobertura
A água da bolha fria na instalação ATES sai do solo em torno de 5 a 10°C e retorna às fontes após a refrigeração da estufa a uma temperatura de 18 a 25°C. "E se enchermos todo o telhado com mangueiras e enviarmos a água por aí?" "Isso não tornaria possível aquecer enormemente a água de retorno?" Um pensamento lógico, mas desafiador na implementação técnica. No entanto, o tom foi definido: "Como podemos usar o nosso telhado com meios simples para aquecer o nosso ATES?"
A pesquisa bibliográfica trouxe-nos, além dos conhecidos coletores de chapas e tubos de "alta qualidade", coberturas e asfalto com coletores integrados. No entanto, a cobertura já estava instalada, tornando essas soluções especificadas em excesso. Além disso, a temperatura ambiente tem um efeito negativo relativamente alto no desempenho desses sistemas. O princípio de um coletor solar é simplesmente o de uma estufa: deixe a radiação entrar o máximo possível e evite o frio. Isso atraiu-nos como "empresários hortícolas": "Não podemos construir pequenas estufas no telhado?".
Um equivalente prático aos muitos quilómetros de mangueira sugeridos são os painéis de plástico usados em muitos países mediterrâneos para aquecer piscinas. Decidimos colocar literalmente em prática essa combinação por trás da empresa: uma pequena estufa contendo os referidos painéis. Para efeito de comparação, colocamos o mesmo conjunto de coletores ao lado dele, sem cobertura.
Apesar das condições nada ótimas deste teste de campo, o princípio foi amplamente comprovado. Conseguimos converter uma parte significativa (50%) da radiação solar em calor. O telhado garantiu que a radiação solar pudesse ser captada adequadamente, mesmo em baixas temperaturas.
O telhado, o telhado, o telhado está a arder!
A próxima etapa foi expandir o princípio para um projeto que pudesse ser colocado no nosso telhado de uma forma escalonável e acessível. Decidimos concentrar-nos na tecnologia de construção de estufas que conhecemos tão bem. Depois de selecionar os materiais, construir protótipos e calcular o peso e a segurança do vento, fomos capazes de subir o telhado. Construímos uma instalação de aproximadamente 2.000 m2 em 21 secções.
O 'teto energético' está instalado e a funcionar desde meados de 2017. Podemos aquecer a água a pelo menos 10°C e desta forma temos uma capacidade extra na instalação à nossa disposição que pode atingir até 1 Megawatt. De momento, estamos ocupados a optimizar o controlo do computador de clima e fazendo o ajuste fino da copa das secções, para que também possamos colher de forma otimizada no outono.
Estamos a dar um grande passo em direção ao cultivo livre de fósseis de uma forma original com o 'teto de energia'.