5 inconvénients majeurs de l'Agrivoltaïque

Vous avez peut-être récemment rencontré le terme « agrivoltaïque » sur Internet. Si ce n'est pas le cas, vous êtes tombé sur la bonne page : ce blog vous explique ce qu'est la technologie agrivoltaïque et comment elle peut améliorer les activités agricoles. Cependant, l'agrivoltaïque doit surmonter plusieurs obstacles avant de se généraliser. Cet article met en évidence certains de ses inconvénients.

Qu'est-ce que la technologie agrivoltaïque ? 

La technologie agrivoltaïque produit de l'électricité de la même manière que les systèmes photovoltaïques traditionnels. Cependant, pour permettre une double utilisation des terres, les systèmes agrivoltaïques doivent répondre à des exigences techniques et structurelles spécifiques.

• Technologies basées sur des modules : Les technologies de modules qui laissent passer le spectre lumineux nécessaire à la croissance des plantes revêtent une importance particulière en agriculture. Citons par exemple les technologies de modules photovoltaïques organiques et semi-transparents.
• Contrôle de la lumière : L’aspect le plus difficile de la construction d’un système agrivoltaïque est d’équilibrer la production d’électricité et les rendements agricoles.

Quels sont les inconvénients de l’Agrivoltaïque ?

La technologie agrivoltaïque fait de plus en plus partie de la culture agricole, mais avant de s'adonner à cette technologie, il y a certains inconvénients que vous devez connaître. Les 5 principaux inconvénients de l'agrivoltaïque sont les suivants :

1. Le cycle de culture est nécessaire pour le système agrivoltaïque

Si la même plantation agricole est maintenue pendant plusieurs années, cela aura un impact sur cette partie du champ . C'est pourquoi la rotation des cultures est un élément si important de l'agrivoltaïsme. C'est l'un des principaux inconvénients de l'agrivoltaïsme.

2. Les dépenses courantes peuvent nécessiter une intervention gouvernementale importante

L’entretien des infrastructures électriques, par exemple, constituerait une nouvelle charge financière pour les agriculteurs . De plus, le risque d’endommagement des installations solaires par les machines agricoles aurait une incidence sur le prix des assurances.

3. Il est impossible d'éviter complètement la perte de terres agricoles

La perte de terres, en raison de sa concurrence avec les terres agricoles et de la confrontation qu'elle engendre entre les secteurs de l'énergie et de l'agroalimentaire, constitue le principal obstacle au développement de l'énergie solaire. Cependant, des études ont démontré que l'agriculture améliore le rendement des panneaux solaires . Quel que soit l'aménagement, une certaine quantité de terres agricoles sera toujours perdue dans une installation agrivoltaïque. L'ampleur de cette perte dépend de la culture et du type de panneaux utilisés. Néanmoins, les situations dans lesquelles l'agrivoltaïsme peut atteindre la production agricole d'une exploitation traditionnelle semblent limitées.

4. Les opérations complexes nécessitent des coûts de main-d'œuvre plus élevés

L'agrivoltaïsme exige des compétences techniques dont la plupart des agriculteurs sont dépourvus. Il peut leur être difficile de réparer les pannes, ce qui les oblige à faire appel à des professionnels. De ce fait , le coût de la main-d'œuvre qualifiée peut s'avérer prohibitif pour beaucoup . Même pour des modèles à double usage moins sophistiqués, comme l'utilisation de moutons avec des panneaux solaires classiques, la rareté des bergers et le niveau élevé du salaire minimum rendent la rentabilité sur un marché libre quasi impossible.

5. Dans des circonstances très limitées, l'agrivoltaïque surpasse les systèmes traditionnels

Les conditions optimales pour l'agrivoltaïsme semblent limitées . Certaines plantes, comme la laitue, les épinards et les tomates, peuvent survivre à l'ombre. Cependant, comme le souligne une étude, notre compréhension de la résistance à l'ombre de la plupart des cultures vivrières de base reste limitée. Les perspectives pour les cultures vivrières pour lesquelles nous disposons de données sont peu encourageantes. Le maïs et le blé, par exemple, sont des cultures à grande échelle aux États-Unis, et l'ombre limite fortement leur développement. Il est impossible de nourrir une population aussi importante uniquement avec de la laitue et d'autres cultures agrivoltaïques fiables. Après avoir examiné les inconvénients de l'agrivoltaïsme, penchons-nous sur les avantages de cette technologie.

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Quels sont les avantages d'Agrivoltaics ?

Après avoir pris connaissance des inconvénients de l'agrivoltaïque, les avantages de l'agrivoltaïque sont les suivants :

1. Améliore la productivité des terres

Imaginez une ferme où vous cultivez du blé et dont la productivité est de 100 %. Vous y ajoutez ensuite un système solaire. L'avantage principal ? Vous pouvez le faire sans réduire votre rendement agricole. En résumé, vous augmentez la productivité globale de votre exploitation en produisant à la fois de la nourriture et de l'énergie.

2. Réduction de la consommation d'eau

L'eau est indispensable à la préparation des nutriments par les plantes. Selon le Service de recherche économique du département de l'Agriculture des États-Unis (USDA ERS), l'irrigation consomme 42 % de l'eau douce chaque année . Dans un système agrivoltaïque, les plantes sont ombragées par les modules photovoltaïques (en dehors des heures d'ensoleillement maximal), ce qui ralentit la transpiration.

3. Augmentation de la production d'énergie solaire photovoltaïque 

Les pertes dues à la température ont un impact négatif sur les modules photovoltaïques. À 25 °C (77 °F), ils produisent le maximum d'énergie. La puissance diminue lorsque la température augmente . La présence de plantes sous les modules photovoltaïques contribue à une réduction de 1,5 à 2,5 °C (3 à 4 °F) de la température ambiante.

4. Améliorations de la santé des agriculteurs

Cultiver la terre par temps chaud et ensoleillé peut être dangereux pour la santé des agriculteurs. Coup de chaleur et cancer de la peau sont deux risques bien réels pour ceux qui travaillent dur pendant des mois sous un soleil de plomb. Heureusement, les panneaux solaires offrent un ombrage généreux , procurant aux agriculteurs un répit bienvenu face à la chaleur accablante.

5. Gain financier

L'agrivoltaïsme offre des marges bénéficiaires supérieures aux autres technologies solaires. Ses avantages commerciaux incluent de bonnes récoltes et la production d'énergie sur un même site. L'énergie solaire répond aux besoins des ménages et des exploitations agricoles. Installez un système solaire raccordé au réseau pour y injecter le surplus d'énergie solaire. Voyons maintenant comment fonctionne l'agrivoltaïsme.

Comment fonctionne l’agrivoltaïque ?

Après avoir découvert les inconvénients de l'agrivoltaïque, vous vous demandez sûrement comment fonctionne l'agrivoltaïque. Un système solaire agrivoltaïque est généralement composé de panneaux solaires au sol, avec des cultures cultivées sous ou entre les rangées de panneaux solaires. Les panneaux peuvent être montés sur des supports suffisamment hauts pour permettre le passage du matériel agricole.

1. Exigence d'irradiation solaire directe

Pour réaliser la photosynthèse, presque toutes les cultures ont besoin de trois éléments : le rayonnement solaire direct, l’eau et le dioxyde de carbone. Cependant, certaines cultures nécessitent des quantités variables de ces éléments. Les plantes exigeant un fort ensoleillement ne peuvent pas pousser sous des panneaux photovoltaïques (riz, blé, etc.). Dans ce cas, il est préférable de choisir des plantes adaptées à la mi-ombre.

2. Réponse des cultures à une irradiation solaire excessive

Les plantes absorbent la lumière du soleil et la transforment en chlorophylle et en caroténoïdes , qui contribuent à la production de nourriture. Cependant, la récolte souffrira si la quantité de lumière solaire reçue dépasse son seuil de saturation.

Pour relever ce défi, les agriculteurs ont créé de l'ombre artificielle afin de protéger et d'optimiser la qualité de leurs cultures. Les modules solaires agrivoltaïques ont un objectif similaire : ils projettent de l'ombre sur les cultures, favorisant ainsi leur croissance. Voyons maintenant ce qu'est l'agriculture agrivoltaïque.

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Qu'est-ce que l'agriculture agrivoltaïque ? Quelles sont les cultures agrivoltaïques ?

Cultiver des plantes sous des panneaux solaires est appelé agriculture agrivoltaïque. Selon des études scientifiques, plusieurs cultures prospèrent lorsqu'elles sont cultivées de cette manière. Ainsi, doubler la surface cultivée pourrait contribuer à nourrir la population mondiale croissante tout en produisant de l'énergie renouvelable.

Parmi les cultures agrivoltaïques que les chercheurs ont cultivées avec succès, on trouve l'aloe vera, les tomates, le maïs biogaz, l'herbe de pâturage et la laitue. Certaines variétés de laitue produisent davantage à l'ombre qu'en plein soleil ; d'autres offrent un rendement à peu près équivalent à ciel ouvert et sous des panneaux photovoltaïques. Les projets photovoltaïques associés à l'agriculture se sont jusqu'à présent révélés les plus prometteurs lorsqu'ils sont associés à des légumes-feuilles comme la laitue et les épinards, ainsi qu'à des racines comme les pommes de terre, les radis, les betteraves et les carottes, comme cultures agrivoltaïques.

Les graminées et l'orge des pâturages ont connu une croissance exceptionnelle en Oregon. Les fraises, les myrtilles, les framboises et les airelles rouges pourraient également produire des rendements élevés et figurer sans aucun doute sur la liste des cultures Agrivoltaïques.

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Que signifie le terme « systèmes agrivoltaïques » ?

Le système agrivoltaïque se distingue par la production simultanée d'énergie solaire et de produits agricoles Sur un même terrain. Les panneaux solaires et les cultures cohabitent en partageant la lumière. Les panneaux placés au-dessus d'une partie de la culture créent de l'ombre et un microclimat sur la zone de culture. Il en résulte une plus grande fraîcheur, ce qui se traduit par une réduction des besoins en eau des plantes, mais aussi par une diminution des pertes par évaporation.

Les développeurs de systèmes agrivoltaïques ont récemment souligné leurs avantages pour les agriculteurs, notamment la protection contre les aléas et les perturbations climatiques. Même en l'absence de besoins d'irrigation (comme lors d'une saison très pluvieuse), les panneaux solaires produisent de l'énergie, ouvrant ainsi d'importantes possibilités d'alimentation en énergie des équipements agricoles, des moulins, des purificateurs d'eau et des chambres froides, contribuant ainsi au développement rural et à l'augmentation des revenus. Dans certains cas, l'électricité solaire peut également être considérée comme une « production rentable » si les agriculteurs sont incités à éviter une consommation excessive d'eau en revendant l'excédent d'énergie au réseau électrique.

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Qu'est-ce que la relation serre Agrivoltaïque ?

La technologie des serres est une méthode permettant de fournir aux plantes des conditions environnementales optimales en les cultivant dans une serre, une structure aux murs et au toit généralement construits en matériau transparent, comme le verre. Elle peut toutefois être utilisée dans le domaine de l'énergie solaire, notamment sous la forme de serres agrivoltaïques, dont l'intérêt pour l'environnement est indéniable.

L'avantage de la serre Agrivoltaics est qu'elle protège des températures extrêmes (gel ou canicule) : dans les serres avec ou sans régulation de température, avec ou sans blanchiment ; en plein champ avec une réduction des amplitudes thermiques due à l'ombrage par fortes chaleurs ou à l'effet de serre par temps de gel. Cette technologie protège également contre la grêle dans les serres fermées avec toit, en plein champ avec des systèmes d'aménagement ou par le déploiement de filets de sécurité automatiques intégrés à la structure. Parmi les autres avantages, on peut citer la réduction de la consommation d'eau grâce à la réduction de l'évapotranspiration des plantes due à l'ombrage des cultures et l'augmentation de la production agricole. L'irrigation solaire est un autre atout.

Cette technologie révolutionnaire de serre Agrivoltaïque a le potentiel d'augmenter la production alimentaire et de minimiser la consommation d'eau, tout en produisant de l'électricité et des revenus supplémentaires. Des panneaux solaires installés sur le même terrain que les cultures permettent aux producteurs de récolter deux fois l'énergie solaire.

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Quel est le coût moyen de l'Agrivoltaïque ? L'Agrivoltaïque est-il rentable ?

L'agrivoltaïque gagne en popularité dans le monde entier. Voyons donc combien coûterait l'installation d'un système agrivoltaïque.

Le prix des systèmes agrivoltaïques situés en altitude (nécessaire pour permettre le fonctionnement des machines agricoles sous les panneaux solaires) est considérablement plus élevé que celui des centrales solaires traditionnelles. Les experts estiment le coût de construction d'une centrale agrivoltaïque complète, fondations comprises, à environ 435 $/kW.

Le coût des solutions de montage est estimé entre 140 et 240 dollars par kW (environ) , tandis que celui des modules très transparents pourrait atteindre 330 dollars par kW. Les coûts de préparation du site et de déploiement des composants varient entre 270 et 380 dollars par kW (environ).

Si vous vous demandez si l'agrivoltaïque est rentable, sachez que oui, c'est rentable. À première vue, les développeurs de projets agrivoltaïques peuvent avoir de nombreuses dépenses à engager tout au long de la procédure d'approbation, notamment l'identification du site, les études pédologiques et environnementales, les plans de développement et divers frais juridiques. Mais une fois les systèmes correctement installés, on peut affirmer sans risque de se tromper que l'agrivoltaïque peut être rentable à long terme. Découvrons maintenant l'agrivoltaïque en Inde.

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Existe-t-il une disponibilité de l'Agrivoltaïque en Inde ?

L'agrovoltaïque a vu le jour en Inde, car les énergies renouvelables et les installations photovoltaïques au sol nécessitent des terres. La terre étant une ressource précieuse, une certaine concurrence existe entre les industries des énergies renouvelables et des infrastructures. Le secteur agricole souffrira d'un développement des capacités en énergies renouvelables au détriment de la production agricole.

Selon une nouvelle analyse de l' Institut d'économie de l'énergie et d'analyse financière , l'agrivoltaïsme pourrait devenir un nouveau marché majeur des énergies renouvelables en Inde, à condition qu'un cadre politique approprié soit mis en place.

Les mesures visant à protéger les communautés rurales et la productivité agricole devraient constituer un élément essentiel des réformes politiques et réglementaires du secteur. L'agrivoltaïsme consiste à intégrer l'agriculture à la production d'énergie solaire selon des méthodes permettant de maintenir une productivité agricole élevée. L'agriculture occupant environ 60 % du territoire indien, l'agrivoltaïsme est théoriquement mieux positionné en Inde que dans la plupart des autres pays.

L'agrivoltaïsme pourrait aider l'Inde à accélérer le déploiement de ses énergies renouvelables en les répartissant sur l'ensemble du territoire. Des recherches ont démontré que certaines cultures tolèrent un ombrage modéré et que, par fortes chaleurs, certaines peuvent même bénéficier de températures plus basses et d'une meilleure humidité du sol. Avec près de 20 projets actuellement en cours, utilisant diverses configurations de panneaux, l'Inde a déjà commencé à identifier les méthodes, les cultures et les conditions optimales. Cependant, de nombreux défis politiques restent à relever pour que le secteur agrivoltaïque atteigne son plein potentiel. Certains des plus grands projets agrivoltaïques pourraient voir le jour en 2023. Gro Solar Energy, une entreprise basée dans le Maharashtra, a déjà mis en service une centrale solaire photovoltaïque de 7 MWc à Degaon, dans le tehsil de Sindakhede, district de Dhule (Maharashtra).

Grâce à ce guide, vous trouverez toutes les informations sur le fonctionnement de l'agrivoltaïque, ses avantages et ses inconvénients, sa conception, etc. L'agriculture est la base de toute civilisation, car sans nourriture et sans producteurs, la survie de ce monde est quasiment impossible. Avec l'évolution du temps, de nombreuses tendances et technologies, plus ou moins performantes, apparaissent dans le domaine agricole et il est essentiel de s'informer sur ces sujets.

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