Agriculture Durable et Agrivoltaïque

L’agrivoltaïque, en termes simples, consiste à cultiver des cultures et à installer des installations de production d’énergie photovoltaïque sur la même parcelle de terrain. Ce modèle est de plus en plus répandu dans l’agriculture moderne et est considéré comme une voie importante pour promouvoir la modernisation agricole en raison de ses avantages en matière d’amélioration de l’efficacité de l’utilisation des terres et de promotion du développement des énergies vertes.

Paramètres clés de l’agrivoltaïque

Pour mettre en œuvre avec succès l’agrivoltaïque, il est nécessaire de prendre en compte les paramètres clés suivants :

1. Choix des modules photovoltaïques : Les modules photovoltaïques sont les composants centraux d’un système de production d’énergie solaire. Compte tenu de la puissance unitaire, de l’efficacité de conversion, des coûts, de la maturité technologique et de la part de marché, ce projet opte pour des modules photovoltaïques bifaciaux à double verre en silicium monocristallin de 550 Wp.

2. Choix de l’onduleur : Les onduleurs photovoltaïques ont un impact significatif sur la production d’énergie, l’investissement initial, les coûts d’exploitation et la qualité de l’énergie. En tenant compte de l’avancée des composants, du coût par kilowattheure, du taux de rendement interne du projet et des conditions sur site, nous avons choisi l’onduleur centralisé EP-3125-HC avec un rapport de capacité d’environ 1,31.

3. Conception des réseaux photovoltaïques : La production d’énergie d’une matrice solaire dépend de l’intensité du rayonnement solaire. La production d’énergie est maximale lorsque la lumière du soleil est perpendiculaire à la surface de la matrice solaire, mais inotenue nettement lorsque l’angle d’incidence change. Les dispositifs de suivi solaire permettent de maintenir la surface de la matrice solaire perpendiculaire au rayonnement solaire pendant les périodes disponibles, maximisant ainsi la conversion de l’énergie solaire en électricité.

Avantages de l’agrivoltaïque

1. Avantage de l’utilisation des terres : Le concept de développement de projets intégrant l’agrivoltaïque a émergé, permettant d’installer ces projets sur des terres agricoles autres que les terres arables de base. En acquérant des terres via la cession de droits d’usage des terres, l’agrivoltaïque combine de manière scientifique et efficace l’agriculture sous serre et la production photovoltaïque sans altérer la nature de l’utilisation des terres, permettant aux deux systèmes de se compléter harmonieusement.

2. Sélection des terres pour l’agrivoltaïque : L’agriculture sous serre doit maximiser l’utilisation de terres non exploitées telles que des collines stériles ou des terrains en friche ou inutilisés. Si l’occupation de terres arables est nécessaire, il convient de privilégier les terres de moindre qualité, tout en prenant des mesures telles que l’enlèvement de la couche arable pour minimiser les dommages. L’occupation de terres agricoles de base est interdite.

3. Approbation des projets d’agrivoltaïque : Les projets d’agriculture sous serre et de production d’énergie photovoltaïque doivent être construits sur des projets d’agriculture sous serre déjà approuvés. Les panneaux photovoltaïques peuvent être installés sur les toits des installations agricoles sans affecter la production agricole ou occuper de nouveaux terrains, garantissant ainsi l’absence de changement dans l’utilisation des terres.

Correspondance entre la production et la demande énergétique

Dans un système agrivoltaïque, la puissance générée par le système photovoltaïque doit correspondre à la demande énergétique totale des installations agricoles (irrigation, éclairage, ventilation, isolation et systèmes de surveillance), avec une marge de puissance d’au moins 10 %. Cela garantit que le système photovoltaïque peut répondre aux besoins quotidiens de fonctionnement des installations agricoles tout en fournissant un excédent d’électricité pour d’autres usages.

Sélection des cultures appropriées

Dans les serres photovoltaïques, nous choisissons de cultiver des plantes ayant des besoins en lumière faibles, telles que des plantes d’ombre ou des champignons qui ne nécessitent pas de lumière, afin de réduire l’impact de l’ombre des panneaux photovoltaïques sur la croissance des cultures.

Processus de construction et points de conception

Du choix du site à la sélection des cultures, de la planification du projet à l’étude de faisabilité, en passant par la conception préliminaire et la mise en œuvre finale, chaque étape du processus de construction d’un projet agrivoltaïque nécessite une planification minutieuse et une réflexion approfondie. Les points de conception incluent l’impact des centrales photovoltaïques sur les cultures, l’enquête sur les conditions climatiques locales et les conditions de croissance des cultures, la consultation d’experts agricoles pour des inspections sur le terrain afin de déterminer les cultures appropriées, en tenant compte des canaux de vente des cultures, ainsi que les effets néfastes potentiels des cultures sur les installations photovoltaïques.

Analyse des avantages

Les projets agrivoltaïques apportent non seulement des avantages économiques, mais aussi des avantages environnementaux. Pour un projet de 1000 acres, avec une capacité installée de 20 mégawatts, les investissements incluent le loyer des terres, les coûts de construction des serres et des centrales photovoltaïques, tandis que les revenus proviennent des revenus annuels de la production d’électricité et des serres. Une analyse complète montre que ce projet peut récupérer ses coûts statiques en environ 4,0 ans, avec un taux de retour de 25 %. En termes d’avantages environnementaux, la production d’énergie photovoltaïque peut réduire les émissions de CO₂ de 12 000 tonnes par an, contribuant ainsi à l’amélioration de l’environnement et à la lutte contre le réchauffement climatique.

Problèmes et solutions

Les projets agrivoltaïques peuvent rencontrer des problèmes tels que des investissements initiaux élevés, des subventions réduites pour l’énergie photovoltaïque, des incertitudes sur les rendements et une réticence des entreprises commerciales à participer. Cependant, si les agriculteurs, les éleveurs et les entreprises peuvent bénéficier d’un retour sur investissement suffisant, ces problèmes peuvent être résolus, et l’agrivoltaïque ne dépendra pas uniquement de l’aide gouvernementale.

L’agrivoltaïque est un modèle innovant de développement agricole qui améliore non seulement l’efficacité de l’utilisation des terres, mais aussi le développement des énergies vertes. Cependant, le développement de l’agrivoltaïque n’est pas sans défis. Tant que les agriculteurs, les éleveurs et les entreprises peuvent obtenir des retours suffisants, l’agrivoltaïque peut réellement atteindre un développement durable.