Les différents types d’installations agrivoltaïques

L’agrivoltaïsme : synergie entre production agricole et production d’énergie solaire

Une définition de l’agrivoltaïsme réglementée

L’agrivoltaïsme a pour objectif de créer une synergie entre la production agricole et la production d’électricité. Afin de mieux protéger l’agriculture, l‘agrivoltaïsme est défini par la loi : il s’agit d’une « installation de production d'électricité utilisant l'énergie radiative du soleil et dont les modules sont situés sur une parcelle agricole, où ils contribuent durablement à l'installation, au maintien ou au développement d'une production agricole ». Ainsi, la production d’électricité reste secondaire sur la parcelle.

L’agrivoltaïsme offre des services à l’agriculture

Pour pouvoir se définir comme agrivoltaïque, une installation doit impérativement apporter un des services suivants à la production agricole : 

L’installation agrivoltaïque doit s’adapter au projet agricole

Pour permettre le maintien voire le développement de la production agricole, l’agrivoltaïsme doit tenir compte des pratiques de chaque agriculteur. Une diversité de solutions techniques est donc disponible sur le marché. Toutes les solutions doivent être réversibles afin d’être retirées en fin de projet, au bout de 30 ou 50 ans selon le contrat avec le développeur. 

De l’ombrage bénéfique pour les cultures

L’agrivoltaïsme offre des avantages à l’agriculture. Selon leur disposition sur la parcelle, les panneaux photovoltaïques peuvent jouer le rôle d’ombrières : elles apportent de l’ombre sur la parcelle. Ainsi, elles créent un microclimat qui contribue à protéger les cultures des aléas climatiques et des stress thermiques ou hydriques. Au pâturage, les animaux d’élevage bénéficient d’un meilleur confort sous les panneaux solaires, en cas de chaleur importante.  

Selon leur hauteur, les ombrières solaires s’adaptent à plusieurs types de cultures : vigne, maraîchage, arboriculture, grandes cultures, élevage…  

Elles peuvent même être installés en pisciculture, pour protéger les poissons du stress thermique en cas de grosse chaleur. 

Les ombrières solaires dynamiques

Les panneaux solaires dynamiques de type trackers (ou suiveurs) photovoltaïques suivent la course du soleil d’est en ouest pour maximiser le rendement énergétique.  

Les ombrières peuvent aussi être inclinées de façon à gérer l’ensoleillement et l’ombrage sur les cultures, ou à protéger les plantes des aléas climatiques (grêle, vent…). Ce système favorise le passage des engins agricoles.  

Certains développeurs proposent un système de pilotage intelligent qui ajuste automatiquement la position des panneaux solaires. L’algorithme intègre les besoins en lumière des cultures et des données de microclimat, afin de favoriser la croissance des plantes aux stades clés. 

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Les ombrières solaires fixes

L’inclinaison des ombrières fixes maximise la production d’énergie solaire sur toute l’année. En général, dans l’hémisphère nord, elles sont orientées vers le sud. À contrario des ombrières dynamiques, elles fournissent un ombrage constant sur une zone donnée. Selon leur hauteur, elles sont donc plus adaptées à certaines cultures que d’autres. Si elles sont installées près du sol, elles ne seront pas adaptées aux grandes cultures par exemple.  

Les panneaux solaires étant fixes, l’eau de pluie s’écoule toujours au même endroit et peut entraîner une érosion du sol. Cependant, ces modèles sont moins onéreux et plus faciles à mettre en place.  

Tout comme les ombrières solaires dynamiques, les structures fixes s’adaptent bien à l’élevage. Les animaux trouvent refuge sous l’ombrage en cas de grosse chaleur, évitant ainsi le stress thermique. En fonction de la taille des animaux, la hauteur peut être adaptée.  

Les panneaux solaires verticaux bifaciaux

Autre type de structure agrivoltaïque : les panneaux verticaux bifaciaux. Ces panneaux solaires fixes sont implantés verticalement. Leurs deux faces permettent de produire de l’électricité tout au long de la journée. En général, ils sont alignés sur un axe nord-sud pour permettre une production d’électricité maximale en début et fin de journée, ce qui correspond aux pics de consommation d’électricité. Ils sont donc intéressants pour équilibrer un réseau d’énergie renouvelable. 

Leur faible emprise au sol offre un atout intéressant en agriculture, puisqu’elle évite de perdre de la surface agricole utile (SAU). La position verticale facilite le passage des engins. Elle réduit les dépôts de poussière et donc la maintenance.

Des structures agrivoltaïques en forme de haies solaires

Les panneaux solaires verticaux n’offrent pas la même protection que les ombrières solaires dynamiques contre le gel ou les intempéries. Ils peuvent en revanche avoir un effet brise-vent, selon l’orientation du vent. On les appelle d’ailleurs parfois des haies solaires.  

Globalement, les panneaux solaires verticaux bifaciaux conviennent bien aux grandes cultures dont la hauteur de couvre pas les modules (blé, orge…). Ils sont aussi adaptés à l’élevage et aux prairies.  

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Diversification des revenus pour les agriculteurs

Au 21ème siècle, l’agriculture est confrontée à de nombreux enjeux : changements climatiques, volatilité des prix des matières premières, instabilité des marchés agricoles, évolution des attentes sociétales, crises géopolitiques… Ces aléas fragilisent la visibilité des exploitants sur leurs activités agricoles. 

L’agrivoltaïsme offre un revenu complémentaire stable, prévisible sur le long terme. En effet, certains développeurs proposent aux agriculteurs un bail emphytéotique avec un loyer, sur 30, 40 ou 50 ans. Les agriculteurs reçoivent un revenu annuel fixe, calculé selon la puissance installée (MWc). S’y ajoute une part variable indexée sur le chiffre d’affaires de l’installation agrivoltaïque.  

Cette diversification de revenu aide les agriculteurs à sécuriser leur exploitation. Elle peut ouvrir les coûts fixes et leur permettre d’investir dans des équipements agricoles, par exemple.