Agrophotovoltaïque : de quoi s’agit-il ?

Il est temps, si l’on n’y est pas déjà, de passer à la transition énergétique. C’est dans cette optique que l’agriculture et le solaire s’allient pour changer le monde. Les grandes surfaces agricoles peuvent en effet servir pour la production d’énergie solaire. 

La terre fertile est une denrée rare. Mais là où poussaient autrefois les concombres et les pommes de terre, il y a de plus en plus d’installations photovoltaïques en plein air. L’énergie au lieu des légumes, telle est la devise. La concurrence pour les terres agricoles est un problème bien connu dans la production de biocarburants. Dans le cas du photovoltaïque, on en entend rarement parler. Les fabricants des systèmes d’énergie solaire veulent maintenant désamorcer ce conflit, au moins en ce qui concerne l’utilisation de l’énergie solaire au moyen de systèmes au sol. Pour ce faire, les scientifiques ont repris une idée innovante et la testent actuellement dans la pratique.

Une double récolte sur un sol

Le concept est aussi impressionnant que simple : l’agriculture et la production d’énergie solaire sont combinées sur la même surface – double récolte sur deux niveaux. Les légumes sont récoltés en bas, les modules solaires en haut. Selon les premières études, certaines cultures, telles que les pommes de terre ou la laitue, poussent encore mieux avec un rayonnement solaire réduit.

Il est possible que l’ombrage fourni par les modules empêche les dommages causés à certaines plantes par les températures élevées et l’ensoleillement. La gestion ciblée de la lumière permet d’optimiser le rendement des champs et des centrales électriques. En principe, des conditions d’irradiation uniformes, dont la moyenne est calculée sur une période de temps, sont possibles parmi les modules solaires. Dans une prochaine étape, la protection contre la grêle et le photovoltaïque pourraient être combinés dans une région modèle pour un projet pilote trouvé.

Dans les semaines à venir, les modules d’une centrale agro-photovoltaïque à haute performance de 190 kWp seront montés à une hauteur d’environ 5,50 mètres. La taille des terres arables en dessous correspond à environ deux tiers d’un terrain de football et peut également être travaillée avec des machines agricoles très larges. La majeure partie de l’électricité produite est consommée à la ferme, le reste est injecté dans le réseau. Des informations sur le projet sont disponibles sur Interne.

Le système de gestion de l’éclairage pour le champ d’essai a été testé dans le cadre de nombreuses simulations. Les modules ne sont pas alignés directement au sud, mais sont légèrement inclinés vers le sud-ouest et le sud-est. L’orientation des modules influence de manière significative l’uniformité du rayonnement disponible pour les plantes.

C’est important pour que les plantes arrivent à maturité de manière uniforme. Les chercheurs ont également déterminé l’espacement optimal des rangées de modules pour chaque saison de croissance. Une pluie suffisante doit atteindre le sol et pouvoir se répartir uniformément. De plus, les éléments solaires ne doivent pas projeter trop d’ombre. En plus du champ d’essai, un champ de référence avec les mêmes plantes, cultivées sur le même champ, mais sans système photovoltaïque.

Alimentation ou énergie ?

En raison de la baisse des coûts des systèmes photovoltaïques, la concurrence pour l’utilisation des terres va s’intensifier, car avec des coûts de production d’électricité bien inférieurs à 10 cents par kilowattheure, les systèmes photovoltaïques en champ libre sont une bonne source de revenus. L’agrophotovoltaïque a le potentiel pour résoudre le conflit entre l’agriculture et la production d’énergie. Il promet une double récolte. Ainsi, la part des énergies renouvelables peut être encore augmentée.

Expansion des énergies renouvelables

Les énergies renouvelables n’ont contribué qu’à hauteur de 12 % à la production de l’électricité consommée en 2013. C’est peu par rapport à la moyenne nationale de 25,5 %. Les centrales éoliennes sont très controversées dans la région modèle car elles perturbent la vue panoramique sur les Alpes et le potentiel de biogaz est faible en raison des zones de culture des fruits et du houblon.

L’agrophotovoltaïque offre une voie prometteuse pour sortir de cette situation : une technologie au potentiel élevé a identifié une zone de 60 000 à 120 000 hectares (25 à 50 GWp) comme potentiel technique pour l’agrophotovoltaïque, qui pourrait être utilisée à la fois pour la production d’énergie et la production alimentaire. Fin 2014, des installations photovoltaïques d’une puissance nominale d’un peu moins de 39 GWp ont été installées, dont environ 9 GWp sur des terres arables et des zones de conversion.

D’autres applications de l’agrophotovoltaïque sont étudiées, par exemple dans la culture des fruits, de la vigne ou du houblon. L’agrophotovoltaïque est également intéressant pour les régions où les précipitations sont particulièrement faibles. Par exemple, elle pourrait remplacer les générateurs diesel et fournir de l’énergie pour les systèmes de traitement et de distribution de l’eau. L’accent est mis sur des sujets relevant des domaines de l’approvisionnement en énergie, des énergies renouvelables, de l’électro-mobilité et de la recherche.