Guide de l’agriculteur pour passer à l’énergie solaire

La colocalisation de la production solaire et végétale présente différents avantages pour les développeurs d'énergie solaire et les agriculteurs.
Les avantages pour les développeurs solaires incluent :
- Coûts d'installation réduits - L'utilisation de terres agricoles précédemment labourées peut éviter la nécessité d'un nivellement coûteux pour aplatir la terre à un niveau utilisable.
- Risque initial réduit - Les risques géotechniques peuvent augmenter le coût de l'installation solaire en raison de l'augmentation des besoins de test. Les terres agricoles précédemment labourées ont été identifiées comme «l'option la moins risquée» lors d'une série d'enquêtes auprès d'installateurs solaires.
- Risque juridique réduit - En utilisant des terres précédemment perturbées, les installateurs solaires peuvent réduire le risque de litige initial pendant le processus d'examen environnemental.
- Augmentation potentielle des performances PV - La végétation sous les panneaux solaires peut contribuer à abaisser les températures du sol et à augmenter les performances solaires.
Les avantages pour les gestionnaires de terres agricoles comprennent :
- Coûts d'électricité réduits
- Diversification du flux de revenus
- Capacité accrue d'installer des cultures de grande valeur et résistantes à l'ombre pour de nouveaux marchés
- Opportunité de marketing auprès d'un public soucieux de la durabilité
- Capacité à maintenir la production agricole pendant la production solaire
- Permettre la recharge en nutriments et en terres des terres dégradées.
- Potentiel de réduction de la consommation d'eau
- Possibilité de prolonger les saisons de croissance

Les cellules photovoltaïques à base de silicium sont la technologie solaire photovoltaïque la plus répandue. La plupart des panneaux solaires ont une façade en verre qui protège la cellule photovoltaïque et un cadre en aluminium ou en acier. La recherche montre que "la lixiviation des métaux traces des modules est peu susceptible de présenter un risque significatif en raison de la nature scellée des cellules installées".
Certains panneaux solaires utilisent du tellurure de cadmium (CdTe). Les composés de cadmium sont toxiques, mais des études montrent que de tels composés ne peuvent pas être émis par les modules CdTe pendant le fonctionnement normal ou même pendant les incendies. Les températures d'incinération industrielle, qui sont beaucoup plus élevées que les feux d'herbe, sont nécessaires pour libérer les composés des modules.

Il y a eu relativement peu d'études sur les effets du microclimat sous les panneaux solaires, mais les résultats des recherches actuelles montrent qu'il y a peu ou pas d'impact moyen. Les températures de l'air ont tendance à être plus fraîches sous les panneaux pendant la journée et plus chaudes sous les panneaux la nuit. Une étude a révélé que la température de l'air, l'humidité et la température des cultures sous les modules étaient similaires aux conditions de plein soleil. Cette étude a révélé que les températures du sol la nuit sous les modules étaient inférieures à celles du sol en plein soleil toute la journée. Aucune étude n'a établi de lien entre le développement solaire et les problèmes de ravageurs, mais des études ont montré comment les plantes indigènes peuvent prospérer sous les installations solaires.

Les modules solaires refroidiront en fait les cultures et la végétation en dessous pendant la journée en raison de l'ombrage et les garderont au chaud la nuit. Des études ont montré que ces différences de température s'annulent et que les températures quotidiennes moyennes des cultures étaient similaires sous les panenaux solaires par rapport aux cultures en plein soleil et qu'il n'y avait aucun impact sur les taux de croissance des cultures. Les modules peuvent offrir aux agriculteurs la possibilité de cultiver des cultures tolérantes à l'ombre et de diversifier la sélection des cultures, tout en prolongeant les saisons de croissance et en réduisant les besoins en eau. Une étude a révélé que l'ombrage des modules solaires produisait un poids de laitue égal ou supérieur à celui de la laitue cultivée en plein soleil.

Oui, mais si vous le souhaitez, une clôture de sécurité peut empêcher l'accès à des animaux de plus grande taille si l'on estime qu'ils présentent un risque de dommages pour les modules. Des clôtures peuvent être construites pour accueillir des animaux plus petits tels que les renards domestiques. Les zones situées sous les modules peuvent être réensemencées afin de fournir un habitat et du fourrage aux pollinisateurs, aux oiseaux et à d'autres petites espèces.

Les moutons sont couramment utilisés pour le contrôle de la végétation dans les installations solaires aux États-Unis et en Europe, car ils ne grimpent pas sur les modules et ne les endommagent pas. Il n'est pas nécessaire de surélever les modules photovoltaïques pour permettre le pâturage, car la végétation est accessible sous les modules à des hauteurs standard. Le pâturage du bétail n'est généralement pas compatible avec les installations photovoltaïques en raison du risque d'endommagement des modules. Le pâturage des moutons pour contrôler la croissance de la végétation peut être bénéfique pour les bergers locaux, les opérateurs solaires et la terre en raison de la réduction de la tonte, de l'herbicide et d'autres besoins de gestion de la végétation.

Les panneaux solaires créent une opportunité pour les interactions aviaires. Les modules photovoltaïques sont généralement moins réfléchissants que les fenêtres et ont été installés et contrôlés pour les impacts aviaires dans de nombreux aéroports. Néanmoins, les oiseaux peuvent être blessés ou tués par des collisions avec les lignes électriques, les véhicules, les clôtures et les équipements et structures solaires tels que les modules. Certains craignent que les oiseaux prennent les installations solaires pour des étendues d'eau et tentent de s'y poser, mais cela n'a pas été prouvé. Une étude exhaustive réalisée en 2017 sur toutes les interactions entre l'énergie solaire et les oiseaux au Royaume-Uni a révélé que "le risque de collision entre les oiseaux et les panneaux solaires est très faible. Il est probable que le risque de collision pour les oiseaux soit plus important en raison de l'infrastructure associée aux développements solaires photovoltaïques, comme les lignes électriques aériennes."
Les modules solaires nécessitent l'utilisation d'autres équipements électriques, tels que des onduleurs et des boîtiers de raccordement, qui émettent du bruit. La fréquence de la plupart des onduleurs est de 50-60 Hz, la même que celle du courant alternatif dans votre maison ou votre bâtiment commercial, ce qui se situe dans la plage audible par l'homme et bien en dessous des fréquences plus élevées utilisées pour repousser les animaux. Le son n'est généralement pas audible au bord de la clôture, mais s'il est audible, il est similaire en volume aux bruits de fond et se dissipe jusqu'à devenir inaudible à une distance de 15 à 50 cm du bord de la clôture.

Oui, les installations solaires peuvent soutenir la végétation indigène et les espèces pollinisatrices. Les plantes de faible hauteur peuvent prospérer sous les panneaux solaires, évitant ainsi le besoin de tondre et de garder les panneaux sans ombre. Des pays ont développé des certifications solaires respectueuses des pollinisateurs pour promouvoir la plantation d'habitats de pollinisateurs sous des projets solaires à grande échelle. L'habitat des pollinisateurs peut profiter aux fermes locales et peut également accueillir des opérations apicoles.

Il n'existe aucune preuve documentée de l'augmentation du prix des denrées alimentaires par les panneaux solaires. Les projets solaires plantés d'habitats pour les pollinisateurs peuvent en fait contribuer à augmenter les rendements agricoles locaux grâce à une pollinisation accrue et à d'autres services rendus par les insectes bénéfiques.
En outre, l'énergie solaire peut offrir plusieurs avantages aux gestionnaires de terres agricoles, qui peuvent compenser les coûts d'investissement liés à l'installation de l'énergie solaire :
- L'énergie solaire peut être installée sans coût d'investissement initial grâce au crédit-bail.
- L'énergie solaire peut être installée sur des terres agricoles marginales et constituer une source de revenus différente pour l'exploitation. Cette nouvelle source de revenus peut compenser les frais d'exploitation de l'exploitation et assurer une certaine résilience économique lors des mauvaises années de croissance.
- Il n'est pas nécessaire d'installer l'énergie solaire sur des zones de culture actuelles ou prévues.
- Le regroupement des installations solaires et des cultures peut être conçu de manière à optimiser la production d'électricité et de nourriture.
- L'ombre sous les modules solaires peut permettre de planter des cultures de grande valeur, tolérantes à l'ombre et récoltées à la main, qui ne sont normalement pas disponibles sur les marchés (par exemple, les laitues dans les régions désertiques, etc.)

Un herbicide est actuellement pulvérisé autour de certains modules solaires pour empêcher la croissance des mauvaises herbes. Les produits agrochimiques ne devraient pas poser de problème. Des précautions doivent être prises pour ne pas pulvériser les modules eux-mêmes, mais si cela se produit, les modules peuvent être lavés à l'eau car ils sont en verre et en acier ou en aluminium et ont été conçus pour résister aux conditions extérieures.

Oui, l'énergie solaire peut alimenter le matériel d'irrigation. L'énergie solaire peut compenser la puissance nécessaire au pompage et alimenter les systèmes d'irrigation éloignés, sans qu'il soit nécessaire de les raccorder au réseau. Des pompes d'irrigation solaires sont actuellement utilisées en Afrique, en Amérique du Sud et en Inde.

Selon l'utilisation actuelle des terres du locataire, l'énergie solaire peut ou non être autorisée sur le site. Si les opérations agricoles actuelles conviennent à l'énergie solaire ou s'il existe des terres inutilisées, l'énergie solaire peut convenir.

Les systèmes solaires peuvent être installés sur des terres marginales ou dégradées par le sel, ou en bordure de champs où il n'y a pas d'activité agricole. Si l'on souhaite cultiver sous et entre les modules solaires, il est possible d'utiliser des tracteurs plus petits ou d'avoir recours à la gestion manuelle. Il n'existe pas de conception solaire unique et les développeurs doivent prendre en compte les besoins des terres et de l'agriculture dans le processus de conception.

Il ne faut pas brûler les cultures sous ou autour des installations solaires, car cela pourrait provoquer des incendies électriques et endommager l'équipement. Toutefois, l'énergie solaire peut être installée sur le site de l'exploitation agricole où il n'est pas nécessaire de brûler les cultures. Ce besoin doit être communiqué au développeur de l'énergie solaire dès le début du processus de sélection du site.

L'énergie solaire peut être installée dans les plaines inondables, mais tous les équipements électriques devront être installés au-dessus du niveau prévu d'inondation. L'élévation de l'équipement pourrait augmenter le coût d'installation et avoir un impact négatif sur l'économie du projet. De plus, le coût de l'assurance sera plus élevé pour les systèmes photovoltaïques dans une zone inondée. Une zone qui ne sera pas inondée peut être mieux adaptée à une installation photovoltaïque.

Les différents niveaux de perte de production d'énergie dus à l'encrassement doivent être incorporés dans les estimations de production du système PV. Le calculateur d'encrassement d'ID Solaire utilise une perte d'encrassement moyenne de 2 %, mais ces pertes dépendent fortement des conditions météorologiques locales et des conditions d'encrassement. La présence de végétation sous et autour des panneaux solaires peut réduire les niveaux de poussière et de salissure sur les panneaux.

Les terres peuvent être rendues à l'agriculture à la fin de la durée de vie des installations solaires. La durée de vie d'une installation solaire est d'environ 20 à 25 ans et peut offrir une période de récupération, augmentant ainsi la valeur de ces terres pour l'agriculture à l'avenir. La mise au repos des sols permet également de préserver leur qualité et de contribuer à la biodiversité des terres agricoles. La plantation de cultures telles que les légumineuses sous l'installation solaire peut augmenter les niveaux de nutriments dans le sol.

Augmenter la hauteur des panneaux voltaïques peut augmenter le coût de l'installation solaire. En raison de la charge de vent accrue sur les structures plus élevées, la longueur des poteaux de fondation en acier souterrains devrait probablement être augmentée pour s'adapter à la charge structurelle supplémentaire.