Sistemele de irigații joacă un rol esențial în agricultură în întreaga lume pentru a suplini scăderea sau chiar lipsa precipitațiilor în anumite perioade. Pe continentul european, datele raportate de Uniunea Europeană arată că aproximativ 6% din suprafața agricolă beneficiază de sisteme de irigații. 

Spania și Italia sunt țările europene cu cele mai mari suprafețe agricole irigate, urmate de țări precum Țările de Jos, Grecia, Cipru și Malta. Pe regiuni, 50% din suprafețele agricole din Madeira (Portugalia) și Lombardia (Italia) beneficiază de sisteme de irigații. 

Necesitatea sistemelor de irigații în special în partea sudică a continentului european este justificată de climă și, mai ales, de schimbările climatice care au luat amploare în ultimii ani. De exemplu, datele publicate de Uniunea Europeană arată că, în iunie 2024, cele mai afectate zone de secetă au fost cele din sudul extrem al Spaniei, partea sudică a Italiei și cea mai mare parte a teritoriilor ocupate de Grecia, România și țările balcanice.

Pe de altă parte, datele publicate în cadrul programului de monitorizare a climei Copernicus gestionat de Uniunea Europeană arată că, în Europa, vara 2024 a fost cea mai călduroasă din istorie, cu o temperatură medie cu 1,54 de grade Celsius peste temperatura medie anuală din perioada 1979-2024. 

Printre multe altele, căldura excesivă pune presiune pe sistemele de irigații, întrucât apa din canalele de irigații se evapoară într-un ritm accelerat înainte de a ajunge pe terenurile agricole. Chiar dacă nu există date concrete despre evaporarea apei din sistemele de irigații, putem face o comparație cu datele programului Copernicus pentru debitul râurilor: în vara anului 2024, 35% dintre râurile din Europa au avut un debit extrem de scăzut comparativ cu media anuală istorică, în special în regiunea de sud-est a continentului. 

În acest context, inginerii încearcă în ultimii ani să găsească soluții concrete pentru a preveni evaporarea excesivă a apei din canalele de irigație, iar una dintre variante vine din industria de energie electrică regenerabilă. 

Mai exact, acoperirea unui canal de irigație cu un sistem cu panouri fotovoltaice permite reducerea evaporării apei, întrucât acesta ar acoperi lumina directă a Soarelui. În același timp, sistemul permite generarea de energie electrică regenerabilă care poate fi transportată și utilizată de comunitățile locale din apropierea canalului de irigații. 

Primul proiect: Canalul Narmada din India, 2012

În 2012, India a devenit prima țară din lume care a implementat un proiect de panouri fotovoltaice pe un canal de irigație. Mai exact, pe Canalul Narmada din statul indian Gujarat, care are o lungime totală de peste 500 de kilometri. 

Proiectul pilot a prevăzut instalarea unor panouri fotovoltaice cu o putere totală de 1 MW pe o lungime de 750 de metri. 

Energia solară necesită o suprafață întinsă de teren, Cu această inovație nu mai avem nevoie de teren, iar panourile fotovoltaice sunt răcite de apa de sub ele. În timp, această soluție va deveni cea mai accesibilă din punct de vedere al costurilor. 

Narendra Modi, ministru al statului indian Gujarat în 2012 și în prezent premierul Indiei

De altfel, un studiu realizat la 3 ani de la inaugurarea proiectului a arătat că eficiența panourilor fotovoltaice este cu 2,5% mai mare comparativ cu cea a panourilor fotovoltaice instalate pe pământ ca urmare a faptului că acestea funcționează la o temperatură cu circa 10 grade Celsius mai mică, datorită răcirii pasive asigurate de apa din canal. 

În 2014 și 2017, proiectul a fost extins cu panouri fotovoltaice cu o putere totală de 20 MW, iar în 2019 s-a propus extinderea cu încă 100 MW pe parcursul următorilor ani. Cu toate acestea, extinderea nu a mai avut loc ca urmare a faptului că, în realitate, costurile cu dezvoltarea proiectului au fost mai mari decât cele anticipate inițial. 

Una dintre provocări a fost că panourile fotovoltaice montate pe canalul de irigație au nevoie de un sistem de susținere mai rezistent comparativ cu sistemele fotovoltaice clasice, ceea ce generează o creștere a costurilor de implementare.

Structura trebuie să fie grea, altfel panourile pot cădea din cauza diferenței dintre viteza vântului de deasupra și de dedesubtul panourilor. În plus, structura de susținere trebuie galvanizată cu zinc pentru a preveni rugina, întrucât sistemul este supus permanent umidității. Din costurile totale, 40% sunt alocate pentru structura de susținere, ceea ce înseamnă că structura de susținere este mai scumpă decât sistemul de panouri fotovoltaice. 

Kaushik Patel, Senior Project Officer al proiectului din India.  

O altă problemă este legată de mentenanța panourilor la apariția unor defecțiuni tehnice sau la lucrările de mentenanță ale canalului de irigație în sine, întrucât în cele mai multe situații este nevoie de întreruperea utilizării sistemului fotovoltaic. 

În acest context, singurul avantaj din punct de vedere financiar pentru dezvoltarea unui astfel de proiect este că sistemul de panouri fotovoltaice nu necesită achiziționarea unui teren. Totuși, în anumite condiții, chiar și acest avantaj este mai degrabă teoretic, întrucât în practică statul indian a oferit de-a lungul anilor numeroase concesiuni gratuite de terenuri pentru companiile care au instalat parcuri fotovoltaice, cu scopul de a crește cantitatea de energie electrică produsă în țară.

Panourile fotovoltaice pe canale de irigație au sens acolo unde costurile cu terenurile sunt mari, cum ar fi în regiuni dens populate sau în zone agricole. În schimb, în Gujarat există numeroase suprafețe de teren disponibile, așa că de ce ar investi companiile suplimentare în structura de rezistență?

Kaushik Patel, Senior Project Officer al proiectului din India.  

Propuneri de implementare în California

În ciuda provocărilor financiare din India, proiectul a atras atenția unor specialiști din Statele Unite. Antreprenorii Jordan Harris și Robin Raj au fondat compania Solar AquaGrid și au încercat să implementeze un astfel de proiect în statul California încă din anul 2015. 

California a fost aleasă dintr-un motiv foarte simplu: partea sudică a statului se confruntă de peste 10 ani cu o secetă puternică. De altfel, datele publicate de U.S. Drought Monitor arată că în prezent extremitatea sudică a statului se confruntă cu secetă extremă, în timp ce în jumătatea de sud a statului este secetă moderată sau severă. 

În plus, un studiu realizat de Universitatea din California și publicat în Nature arată că un sistem de panouri fotovoltaice montat pe toată lungimea de canale de 6.437 de kilometri ar preveni evaporarea a peste 230 de miliarde de litri de apă în fiecare an și ar avea o putere de 13 GW, ceea ce ar asigura consumul de energie electrică al orașului Los Angeles timp de 10 luni pe an. 

În ciuda acestor beneficii, Solar AquaGrid nu a reușit încă să implementeze un astfel de proiect în California. Motivul? Administratorii canalelor de irigații din California nu sunt interesați de un astfel de proiect, în ciuda faptului că peste 100 de organizații pentru mediu le-au trimis recent o scrisoare în care le explică avantajele tehnologiei. 

Primul proiect pilot de succes din Statele Unite

California nu este nici pe departe singurul stat american care se confruntă cu o secetă severă persistentă. De exemplu, situația este chiar mai gravă în statul Arizona, acolo unde datele agregate pe termen lung și publicate în aprilie 2025 de Arizona Drought Monitoring Technical Committee arată că aproape întreaga suprafață a statului se confruntă cu secetă severă sau excepțională. 

Specialiștii au avut însă mai mult succes aici decât în California. În noiembrie 2023, Gila River Indian Community, o rezervație guvernată de nativi indieni cu acordul guvernului federal al Statelor Unite, a semnat un acord cu US Army Corps of Engineers, divizia de inginerie militară a Armatei Statelor Unite, pentru un proiect pilot. 

Proiectul pilot a avut ca scop instalarea de panouri fotovoltaice cu o putere de 1,3 MW pe o lungime de 305 metri pe un canal de irigații cunoscut sub numele Casa Blanca, situat la sud de orașul Phoenix. În plus, proiectul prevede și o serie de măsuri pentru a reduce cantitatea de alge, care în mod tradițional afectează eficiența canalului de irigații. 

Proiectul este gestionat de compania de inginerie George Cairo Engineering pe baza unui design realizat de Tectonicus, în timp ce finanțarea de 5,6 milioane de dolari a provenit din programul Investing in America inițiat de fosta administrație a președintelui Joe Biden. 

De altfel, prin acest program, guvernul federal va aloca fonduri totale de 233 de milioane de dolari comunității Gila River Indian Community pentru diverse proiecte care au ca scop conservarea apei din Lacul Mead, grav afectat de seceta din regiune. 

În octombrie 2024, la aproape un an de la semnarea acordului, proiectul pilot a fost finalizat și a generat pentru prima oară energie electrică. 

Gila River Indian Community este lider național în soluții practice pentru unele dintre cele mai mari provocări legate de mediu cu care ne confruntăm în prezent. Acest proiect pilot este un model pentru comunitățile din întreaga țară pe măsură ce administrația continuă să investească în Statele Unite și să lucreze pentru a construi un viitor sustenabil și rezilient.

Tom Perez, consultant al Casei Albe

Întrucât proiectul a fost implementat cu succes, există deja planuri concrete pentru extinderea acestuia pe o lungime de aproape 26 de kilometri cu panouri fotovoltaice cu o putere totală de 33 MW.

Cu toate acestea, proiectele actuale de acest gen sunt mai degrabă simbolice din punct de vedere al puterii sistemelor de panouri fotovoltaice montate pe canelele de irigație pentru că inginerii au nevoie de mai multe date pentru a înțelege eficiența reală a acestora. 

De altfel, unii experți susțin că beneficiile practice sunt prea mici pentru a justifica investițiile, iar un exemplu în acest sens este un studiu realizat pentru implementarea unui astfel de proiect pe un alt canal de irigație din Arizona. 

Realizat de U.S. Bureau of Reclamation, studiul a atras atenția că instalarea unui sistem de panouri fotovoltaice pe o lungime de 300 de metri ar genera costuri de 4,4 milioane de dolari și ar evita evaporarea unei cantități de 7.400 de metri cubi de apă, insuficient de mare raportat la costuri. În plus, studiul susține că doar cel mult 2% din apă din canalul respectiv este pierdută anual prin evaporare. 

Chiar și așa, U.S. Bureau of Reclamation alocă în prezent fonduri pentru astfel de proiecte pilot cu scopul de a evalua impactul real și a vedea dacă cifrele din practică sunt similare cu cele din studiile teoretice. 

Prin urmare, implementarea de sisteme de panouri fotovoltaice pe canalele de irigație reprezintă o soluție cu multiple avantaje inclusiv pentru combaterea efectelor secetei, însă pe de altă parte este nevoie de mai multe proiecte în diverse regiuni ale lumii pentru a analiza cu precizie beneficiile raportate la costurile de implementare.