Le la population mondiale devrait augmenter de 1,2 milliard de personnes en 15 ans, associée à une demande croissante de viande, d'œufs et de produits laitiers, qui utilise plus de 70% d'eau douce pour les cultures, et à une demande croissante d'électricité. Ce n'est plus un secret que nous devons opérer un changement radical dans la production d'énergie afin de devenir climatiquement neutre et de réduire les émissions de l'humanité. De nombreuses études ont montré que pour y parvenir, nous devons investir massivement dans les sources d'énergie renouvelables telles que l'éolien et le solaire. Les experts prédisent qu'à l'avenir, la production photovoltaïque va augmenter environ six à huit fois plus que ce qu'il est aujourd'hui. L'agriculture a été une partie importante de la vie humaine pendant des siècles, et en tant que telle, il est essentiel que nous trouvions un moyen de la maintenir tout en produisant de l'énergie renouvelable.
Cependant, le majeur problème avec les parcs solaires traditionnels est que le sol sous les panneaux ne peut pas être utilisé. L'agrivoltaïque, qui combine l'agriculture avec la production d'électricité en cultivant sous un auvent de panneaux solaires, pourrait être la solution à ces problèmes.
Entrer systèmes agri-photovoltaïques (ou systèmes Agri-PV). Cette technologie nous permet de installer des cellules solaires sur un champ agricole et produire de l'électricité alors que permettant également aux cultures de pousser dessous.
1. Qu'est-ce qu'AgroSolar
2. Quels sont les avantages d'Agri-PV / AgroSolar ?
3. Quelles sont les contraintes les plus importantes actuellement ?
AgroSolar : cultiver et produire de l'électricité
Agrivoltaïque a également montré qu'il est possible de cultiver presque toutes les cultures sous panneaux solaires, mais il peut y avoir des pertes de rendement pendant les saisons moins ensoleillées pour les plantes avides de soleil. Néanmoins, les rendements des cultures APV ont dépassé le champ de référence pendant les périodes ‘sèches et chaudes’ années, démontrant que l'agrivoltaïque pourrait changer la donne dans les régions chaudes et arides.
La quantité de l'expérience en agrivoltaïque est encore assez limitée, mais de nombreuses variantes de l'agrivoltaïque font actuellement l'objet de recherches actives. Les grands succès ont été principalement avec des cultures tolérantes à l'ombre comme la laitue, les épinards, les pommes de terre et les tomates. Certains exemples super prometteurs plaident en faveur de l'agrivoltaïque.
La terre est utilisée deux fois et nous pouvons maximiser la production d'énergie. Le Des systèmes Agri-PV ont été développés au Institut Fraunhofer, et les chercheurs pensent que cette technologie a le potentiel de couvrir l'ensemble des besoins énergétiques de l'Allemagne avec seulement 4 % de la superficie agricole. Ce type de production d'énergie renouvelable a déjà été testé dans l'entreprise Steinicke située à Lüchow, en Basse-Saxe. Le des modules solaires ont été installés à une hauteur de six mètres et les herbes ont été cultivées ci-dessous à l'ombre. Ceci est bénéfique pour les plantes car il fournit un microclimat et réduit les dommages causés par les coups de soleil. L'Institut Fraunhofer a également construit un champ d'essai avec des pommiers pour mesurer les effets de l'ombrage et l'impact sur la récolte. Les premiers résultats montrent que le toit photovoltaïque est encore bénéfique pour certaines variétés et les protège des ravageurs. On estime que cette technologie est capable de générer environ 700 000 kilowattheures d'électricité par an. AgroSolar est un pionnier de cette technologie et travaille actuellement sur plusieurs projets.
Procédures longues et installation coûteuse
Cependant, ils sont confrontés à un problème commun problème – procédures longues. Il faut souvent deux ans et demi pour passer par la procédure de plan d'aménagement avec un changement de plan d'occupation des sols, ce qui peut coûte entre 20 000 et 80 000 euros. Il est donc difficile pour les petits systèmes de se permettre le processus. Davantage d'incitations sont nécessaires pour que les agriculteurs et les entrepreneurs investir dans des systèmes Agri-PV, donc ça pourrait être un subvention potentielle par l'union européenne (la source habituelle des subventions agricoles à l'échelle de l'UE). L'approbation doit être plus rapide et plus facile, et la numérisation pourrait être un outil utile.
Les conditions économiques doivent être favorables pour que les gens fassent le changement, le photovoltaïque peut être un élément utile dans la lutte contre le changement climatique. Avec Systèmes agro-PV, nous avons le possibilité de produire de l'énergie renouvelable tout en maintenant l'agriculture pour continuer à produire de la nourriture et nourrir l'humanité. Cette technologie a le potentiel de produire autant d'électricité que 170 centrales nucléaires livrer (théoriquement), si la technologie devait être mise en œuvre à plus grande échelle.
Panneaux solaires bifaciaux montés verticalement, qui peuvent collecter l'énergie solaire des deux côtés du panneau, sont utilisés pour permettre plus de terres arables. Ce type d'installation fonctionnerait particulièrement bien dans les zones qui souffrent de l'érosion éolienne, car les structures réduisent la vitesse du vent, ce qui peut aider à protéger les terres et les cultures qui y sont cultivées. Les panneaux bifaciaux peuvent générer plus de puissance par mètre carré que les panneaux traditionnels à simple face et ne nécessitent aucune pièce mobile.
Double usage des terres : équilibrer les risques et les opportunités
L'agro-photovoltaïque est une technologie relativement nouvelle cela pourrait être un facteur majeur de la transition énergétique. Le potentiel de cette technologie est grand, mais les obstacles qui doivent être franchis pour qu'elle soit acceptée le sont tout autant. Pour installer 215 gigawatts de PV d'ici 2030, l'amendement EEG a mis certaines choses en mouvement. Cela comprend une prime technologique de 1,2 cents par kilowattheure, mais les experts disent que cela pourrait ne pas suffire.
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Les Pays-Bas est le deuxième exportateur mondial de produits alimentaires et une société appelée “GroenLeven,” une filiale du groupe BayWa dont le siège est à Munich, en Allemagne, a lancé plusieurs projets pilotes avec des fruiticulteurs locaux. Ils ont converti trois hectares d'une ferme de framboises de quatre hectares à Babberich, aux Pays-Bas, en une ferme agrivoltaïque de 2 MW.
Les plants de framboises ont été cultivés directement sous les panneaux solaires, qui ont été placés en rangées alternées face à l'est et à l'ouest, maximisant le rendement solaire tout en protégeant les plantes des vents. La quantité et la qualité des fruits produits sous les panneaux se sont avérées identiques ou supérieures à celles des fruits produits sous les tunnels en plastique traditionnels, et l'agriculteur a économisé beaucoup de travail en gérant les tunnels en plastique. Un autre avantage significatif était que la température était de plusieurs degrés plus fraîche sous les panneaux solaires, ce qui la rendait plus agréable pour les ouvriers agricoles et réduisait la quantité d'eau d'irrigation de 50% par rapport au champ de référence.
Avantages d'AgroSolar
En éliminant la concurrence pour les terres entre les cultures vivrières et énergétiques, la nouvelle technologie permet une augmentation significative de l'efficacité de l'utilisation des terres – actuellement jusqu'à 186% (comme revendiqué par AgroSolar).
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Avantages du système dual revendiqué par AgroSolar :
- Chaque système Agri-Photovoltaïque est personnalisable et souple, adapté à la taille de la zone, le type de cultures cultivées et les conditions géologiques.
- Agri-PV protège cultures et les récoltes de les conditions météorologiques extrêmes telles que la chaleur, la sécheresse, les fortes pluies, la grêle et le vent.
- Agricole Machines de différentes tailles peut toujours être utilisé comme d'habitude dans le cadre des systèmes Agri-Photovoltaïques.
- Besoins en eau des zones agricoles peuvent être réduit jusqu'à 20%, et la capacité de rétention d'eau du sol est augmentée.
- Carbone–Agriculture: Avec Agri-PV, humus contrôlé peut être construit, ce qui réduit le besoin d'engrais et permet de stocker plus de CO2 dans le sol.
- L'utilisation d'Agri-PV augmente les rendements des cultures, permettant des revenus plus élevés pour l'entreprise agricole.
- Flexible et rentable: En plus d'investir dans son propre système, AgroSolar Europe propose également un modèle de leasing, de sorte que l'entreprise agricole n'a aucun effort à faire pour l'installation et la vente d'électricité.
L'agrivoltaïque a le potentiel d'être une stratégie gagnante pour répondre à nos besoins énergétiques et réduction de la consommation d'eau dans les régions chaudes et arides du monde.
Quelles sont actuellement les plus grandes contraintes en ce qui concerne AgroSolar ?
Bien qu'Agri-PV présente de nombreux avantages, tels que fournir un toit sur une zone et double usage du sol, il y a désavantages qu'il faut considérer. Ceux-ci inclus des coûts plus élevés, le besoin de équilibrer la production agricole avec la production d'électricité, et soucis de protection des sols.
Cependant, la résistance communautaire contre l'agrivoltaïque est importante à contrôler, notamment la pseudo-agrivoltaïque, qui sont une pratique de construction de grandes fermes solaires sous couvert d'agriculture. Les règles, les réglementations et la bureaucratie peuvent également freiner l'agrovoltaïque, et il est essentiel de maintenir un soutien local approprié. L'UE considère les systèmes agrivoltaïques comme des structures physiques et exige un permis de construire. Le coût du kWh pour l'agrivoltaïque peut être 10-20% plus élevé par rapport aux parcs solaires traditionnels, ce qui pose la question de savoir à qui appartiennent les panneaux solaires. Sans l'intervention du gouvernement par le biais de subventions ou de garanties de prix, l'agrivoltaïque n'a aucune chance face à d'autres initiatives solaires. L'agrivoltaïque a le potentiel d'aider notre approvisionnement alimentaire et la transition vers des sources d'énergie plus propres sans sacrifier les terres arables, surtout si nous pouvons convertir les terres actuellement utilisées pour cultiver des cultures de biocarburants en terres pour la production alimentaire humaine réelle ou le reboisement.
J'ai aussi demandé à un camarade Lukas, fan d'AgroSolar, sur Twitter pour partager quelques réflexions sur les contraintes, et nous voici :
- Bonne gestion des eaux de ruissellement. Par exemple, des gouttières d'une capacité suffisante et pouvant être nettoyées automatiquement au niveau des rebords menant aux réservoirs de stockage pour l'irrigation
- Base de données à propos ce qui pousse bien avec agrosolaire: La base de données ne concerne pas beaucoup la physique, mais c'est important car toutes les cultures ne poussent pas mieux avec un soleil moins dur. Beaucoup moins effrayant pour les agriculteurs.
- Des collaborations avec alimentation semi-locale en gaz amortir stockage solutions: Une technologie complémentaire d'alimentation en gaz conteneurisée sans étanchéité de surface peut être une bonne option évolutive de manière modulaire. Pour éventuellement pousser l'agrosolaire au-delà de ce que j'appellerais le “Barrière de prix de l'électricité solaire négative de pointe“. Cette barrière est déjà un peu présente et pourrait bientôt s'aggraver gravement.