Agrivoltaics: les panneaux solaires dans les fermes pourraient être avantageux pour les deux parties

Agrivoltaics: les panneaux solaires dans les fermes pourraient être avantageux pour les deux parties

Le Massachusetts mène la charge en matière d'installations solaires à double usage, permettant de faire pousser des cultures et des animaux de pâturage tout en générant une énergie propre.

Les panneaux solaires dans les champs du centre de recherche et d’éducation sur les cultures de l’Université du Massachusetts ne ressemblent pas à ce à quoi la plupart d’entre nous attendons maintenant. Au lieu de s'accroupir près de la terre, ils sont montés à un mètre du sol, avec suffisamment d'espace pour que les fermiers ou les vaches puissent se promener en dessous. Les panneaux sont séparés par des écarts de deux et trois pieds, au lieu de se regrouper étroitement. La lumière traverse ces espaces et, en dessous, des rangées de chou frisé et de choux de Bruxelles remplacent la terre ou l'herbe typique.

Cet agencement inhabituel est l'un des premiers exemples d'installation solaire à double usage, parfois appelée agrivoltaics. Il s’agit d’un générateur photovoltaïque assez haut et espacé de manière à ce que certaines cultures puissent encore pousser autour et sous les panneaux. L’objectif est d’aider les agriculteurs à diversifier leurs revenus grâce à la production d’énergie renouvelable, tout en préservant l’utilisation agricole des terres et en réduisant les émissions de gaz à effet de serre.

"Cela semblerait être une bonne chose: vous allez cultiver et utiliser le même espace pour générer de l'argent grâce à la production solaire", a déclaré Brad Mitchell, directeur exécutif adjoint de la Fédération du Massachusetts Farm Bureau. "Mais il est encore à ses débuts."

L'idée de produire de l'énergie solaire et de faire pousser des cultures sur les mêmes terres existe depuis un certain temps. Des installations de démonstration et de recherche isolées sont en place ou prévues dans Arizona, Japon, et France. Ces dernières années, toutefois, le concept est devenu plus attrayant, avec la chute du prix des panneaux photovoltaïques, l’intérêt croissant pour les énergies renouvelables et la pression financière croissante exercée sur les petits agriculteurs. Et comme les panneaux solaires déplacent souvent l’agriculture, ce qui crée des tensions entre les deux utilisations des terres, l’agrivoltaics est considéré comme un gagnant-gagnant potentiel.

Le Massachusetts est à l'avant-garde de la poussée. L'état est ambitieux objectifs d'énergie renouvelable—Les cibles actuelles appellent des mégawatts 3,600 de capacité éolienne et solaire d’ici la fin de 2020, doublant ainsi la sortie actuelle de l'état des mégawatts 1,800 - ont suscité un regain d'intérêt pour le développement de projets solaires, mais la densité de population élevée de l'État fait que les terres disponibles sont rares.

En outre, de nombreux défenseurs de l'alimentation locaux affirment qu'une partie inadéquate de la nourriture consommée dans le Massachusetts y est cultivée. La courte saison de croissance conjuguée aux coûts élevés de la main-d'œuvre et de la terre peuvent faire de l'agriculture dans le Massachusetts une situation financière précaire. Certains partisans affirment que les installations solaires à double usage sont susceptibles d’atténuer un certain nombre de ces problèmes à la fois.

Traditionnellement, lorsque les promoteurs solaires se tournent vers les terres agricoles pour leurs projets, la propriété est louée ou vendue au développeur, la couche arable est décapée et les panneaux sont montés sur des semelles de béton noyées dans le sol. Bien que ce changement stimule la production d'énergie renouvelable, il affaiblit l'approvisionnement alimentaire local. Certains comtés ont même commencé à interdire les aménagements solaires à grande échelle sur les propriétés agricoles afin de préserver les terres.

Les développements à double usage sont particulièrement adaptés aux besoins du Massachusetts, et l’État saisit l’occasion. L'installation UMass, un partenariat entre la société solaire privée Hyperion Systems et l'université, héberge un projet de recherche unique visant à calculer avec exactitude le comportement de différentes cultures lorsqu'elles sont cultivées sous des panneaux surélevés. Et le nouveau programme d'incitation solaire de l'État, connu sous le nom de cible renouvelable Solar Massachusetts (SMART), offre une compensation supplémentaire pour les projets à double usage.

«À notre connaissance, aucun autre endroit ne fait ce que nous faisons», a déclaré Michael Lehan, conseiller d’Hyperion Systems.

L'histoire de l'origine d'Agrivoltaics

L’histoire des projets à double usage dans le Massachusetts remonte à 2008, lorsque le propriétaire d’une entreprise de construction, Dave Marley, a installé une installation solaire sur le toit de son siège social à Amherst et a rapidement décidé de générer encore plus d’énergie. Alors qu'il commençait à considérer les terres agricoles comme un lieu, Marley était déterminé à trouver un moyen d'éviter d'interrompre l'utilisation agricole de la terre.

«Il a continué à insister sur le fait que je voulais garder la terre en vie et en bonne santé. Je ne veux pas couvrir la terre », a déclaré Gerald Palano, coordinateur des énergies renouvelables pour le Massachusetts Department of Agricultural Resources.

Dans 2009, Marley a noué des liens avec des chercheurs d’UMass et dans 2010, sa vision est devenue réalité grâce à la construction d’un réseau de panneaux 70 dans une ferme de recherche à South Deerfield, dans le Massachusetts. L'année suivante, Marley a formé Hyperion Solar pour poursuivre cette nouvelle approche des énergies renouvelables. Marley est décédé à 2013 et son fils, James, a repris l'affaire.

Aujourd'hui, l'installation à double usage envisagée par Dave Marley reste en place, faisant avancer ses objectifs. Les extrémités inférieures des panneaux sont soulevées à sept pieds du sol et atteignent des pieds 15 dans les airs. Ils sont suffisamment espacés pour permettre à la lumière du soleil de passer dans le champ situé en dessous et peuvent être déplacés horizontalement pour régler l’écart. Les panneaux sont soutenus par des poteaux verticaux incorporant des pieds 10 dans le sol. Aucun béton n'est utilisé, les dégâts sur le sol sont donc limités et totalement réversibles.

«Ce qui compte vraiment pour les agriculteurs, c'est la terre», a déclaré Lehan. "Et il y a une perturbation minimale du sol."

Depuis la mise en ligne du réseau dans 2011, Stephen Herbert, professeur d’agronomie à l’UMass, étudie l’impact des panneaux sur la croissance des cultures. Ses résultats ont été encourageants.

Lorsqu'il cultivait de l'herbe et d'autres plantes fourragères pour soutenir les vaches au pâturage, les terres situées sous les panneaux donnaient plus de 90 pour cent du même volume que les terres directement exposées au soleil. Pour les éleveurs de bœuf ou de vaches laitières, les tableaux agrivolutiques sont une évidence, a déclaré Hebert, entre deux bouchées d'un chou de Bruxelles frais, il l'a arrachée d'une tige sous un panneau.

Agrivoltaics peut-il fonctionner?

Les premiers résultats suggèrent que, lorsqu'ils sont cultivés sous les panneaux, les légumes tels que les poivrons, les brocolis et les bettes à cardes peuvent produire environ 60 pour cent du volume qu'ils produiraient en plein soleil. Dans le même temps, un système à double usage offre environ la moitié de la capacité de production d'électricité par acre d'une installation classique, et les coûts sont plus élevés.

Cependant, alors que ces systèmes génèrent moins d'énergie et de productivité des cultures que les panneaux solaires ou que l'agriculture seule, la combinaison est généralement rentable.

«Absolument», ont dit Lehan, Palano et James Marley, presque à l'unisson.

Hyperion estime que ses installations à double usage se rentabilisent en environ huit ans, dans des conditions moyennes. Les subventions d'État et fédérales peuvent raccourcir ce délai.

Pour accélérer l'adoption de cette nouvelle approche, le Massachusetts met de l'argent en jeu. En novembre, l'État a lancé le programme SMART, qui offre aux propriétaires d'installations solaires un tarif de base fixe pour chaque kilowatt-heure d'énergie généré. Le montant qu'ils gagnent est ensuite déduit du coût de l'électricité qu'ils tirent du réseau lorsque les panneaux ne produisent pas assez d'électricité. Si un propriétaire produit plus d'énergie qu'il n'en utilise, il peut appliquer ces crédits à ses factures futures.

Les tarifs de base pour ces installations solaires varient de centimes 15 à centimes 39 par kilowatt-heure, en fonction de la taille et de l'emplacement du développement. Les projets qui combinent panneaux solaires et agriculture rapportent un centime de 6 supplémentaire par kilowatt d’heure. Concrètement, cela signifie qu'un système 1-mégawatt sur des terres agricoles, avec des panneaux solaires en position fixe pouvant générer environ 1.2 millions de kilowattheures d'énergie par an, rapporterait un supplément de 72,000 $ pour une facture d'électricité.

Au cours des six premières semaines de SMART, cinq applications ont proposé des projets à double usage et deux autres ont soumis des demandes de détermination préalable, une étape antérieure du processus. Plusieurs autres développeurs se sont enquis des développements potentiels, a déclaré Palano. Les projets proposés vont des kilowatts 249 aux mégawatts 1.6.

«Nous pensons que les développeurs de grande envergure et d’autres acteurs manifestent un certain intérêt, mais le concept est nouveau. Ils ont donc besoin d’investir plus de temps pour mieux comprendre», a-t-il déclaré. "Nous sommes heureux de voir l'intérêt jusqu'à présent."

Tous les secteurs agricoles ne bénéficieront pas des agrivolutiques. Les coûts et les efforts supplémentaires risquent de ne pas avoir de sens dans une région qui dispose déjà de nombreux espaces ouverts et non agricoles pour accueillir des panneaux solaires, par exemple.

Agrivoltaics: les panneaux solaires dans les fermes pourraient être avantageux pour les deux parties

Un panneau solaire à double usage dans le Massachusetts.

Dans des endroits comme le Massachusetts, Palano a déclaré que la technologie ne pourra que s'améliorer et devenir plus utile. Il s'intéresse déjà aux panneaux qui suivent le soleil, maximisant ainsi leur production d'énergie. Il s'attend également à un intérêt croissant pour le stockage, essentiellement des batteries de grande taille capables de collecter de l'énergie et de la conserver pour une utilisation lorsque le soleil ne brille pas. L'avenir pourrait même inclure des panneaux translucides qui laisseraient plus de lumière aux plantes poussant en contrebas, a-t-il ajouté.

«Nous disons: voyons si nous pouvons amener cela au prochain niveau», a déclaré Palano. "Nous sommes impatients d'innover."

Cet article a paru sur Eats civils

A propos de l'auteur

Sarah Shemkus est une journaliste et une rédactrice indépendante qui écrit sur le commerce, la technologie, la gastronomie et les lieux où ils se rencontrent. Son travail tel que paru dans Le Boston Globe, The Guardian, Slate et d’autres excellentes publications. Ses passions incluent les marchés de producteurs, l'océan, les données, le fromage cheddar fort, les romans policiers, la radio publique nationale, la ponctualité, les voyages et la grammaire appropriée. Suivez Sarah sur Twitter @shemkus.

Photo du haut: Tomates poussant sous des panneaux solaires à l'Université du Massachusetts. (Toutes les photos sont une gracieuseté de Hyperion Systems.)

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