Panneaux photovoltaïques et solaires

[Innovation] Découvrez les panneaux solaires verticaux !

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Vous connaissez certainement les panneaux solaires inclinés sur les toits des maisons, ou posés au sol dans les jardins ou les champs. Mais avez-vous déjà entendu parler des panneaux solaires verticaux ? Bien que l’idée puisse être très étonnante, cette technologie est en réalité pleine de promesses, en particulier pour les agriculteurs. Nous allons vous expliquer comment elle fonctionne, ses avantages et ses limites.

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Qu’est-ce qu’un panneau solaire vertical ?

Les panneaux solaires verticaux sont composés de deux modules photovoltaïques disposés l’un sur l’autre et posés sur une structure à environ un mètre du sol. Ils possèdent deux faces, permettant de capter les rayons du soleil d’un côté ou de l’autre. Ils sont utilisés sur des surfaces agricoles, on parle alors d’agrivoltaïsme

Ils sont aussi appelés panneaux bifaciaux verticaux ou bifaces verticaux.

 

Comment sont-ils utilisés ?

L’utilisation des panneaux bifaciaux verticaux

Grâce à la technologie bifaciale, il est possible de produire de l’électricité à différents moments de la journée, notamment au lever et au coucher du soleil. 

Les panneaux sont disposés sur des rangées espacées de 7 à 15 m. Cela limite l’effet indésirable des ombres portées sur la production, et permet aux engins agricoles de circuler normalement. 

Avec les panneaux verticaux, on n’obtient pas l’orientation idéale de 30° à 35° qu’on conseille habituellement pour maximiser la production solaire. Ce facteur limitant est cependant compensé par le fait que les panneaux captent les rayons depuis deux côtés opposés. Ainsi, leur production est tout de même possible à différents moments de la journée. Des études ont montré que la perte de production était de 5 % à 10 % par rapport aux panneaux mono faciaux orientés sud. 

Pour une surface au sol très diminuée, les panneaux verticaux permettent de produire une quantité d’électricité proche des conditions optimales.

L’orientation des panneaux

Pour maximiser la production d’électricité avec des panneaux bifaces, vous pouvez choisir une orientation est/ouest. Ainsi, au lever du jour, les rayons du soleil seront proches de la perpendicularité par rapport aux cellules photovoltaïques. Il faut dans ce cas espacer les rangées de 15 m, car les ombres seront grandes en début et en fin de journée. Dans cette configuration, votre pic de production a lieu le matin et le soir, ce qui correspond totalement aux moments où la demande est forte.

Il n’est pas toujours possible de positionner les panneaux pour avoir une orientation est/ouest. Certains terrains ne s’y prêtent pas, surtout si les cultures sont disposées autrement. Dans ce cas, vous pouvez tout de même choisir une orientation sud/nord, avec la face avant, qui produit plus, tournée vers le sud. Les ombres sont moindres, les rangées peuvent donc être espacées de 7 m. Les cellules orientées vers le nord ne produiront pas beaucoup, mais celles au sud pourront compenser cela. 

D’autres orientations peuvent être envisagées, par exemple sud/est et nord/ouest. 

L’impact sur la production agricole 

Selon les premiers retours d’expérience sur les terrains agricoles équipés de panneaux verticaux, le sol reçoit en moyenne 90 % de l’irradiation solaire en comparaison de ce qu’il pouvait capter avant l’installation des panneaux. 

Le fait qu’ils soient placés entre les rangées permet de maintenir un nombre de parcelles cultivées semblable. Il a donc assez peu de perte d’exploitation, au contraire des panneaux solaires au sol. Il est tout de même intéressant de calculer la surface perdue par rapport à son gain potentiel.

 

Pourquoi est-ce une technologie prometteuse ?

Les avantages de cette technologie

Les panneaux bifaces verticaux ont plusieurs avantages. Malgré le fait qu’il s’agisse d’une technologie assez récente, elle reste très prometteuse

Tout d’abord, elle permet de produire de l’électricité lors des pics de demande. En effet, beaucoup de personnes en ont besoin le matin avant de partir travailler, et le soir lorsqu’ils rentrent chez eux. 

Leur performance est assez intéressante en comparaison de la place qu’ils occupent sur les parcelles. La culture est possible entre les rangées de panneaux. 

Pour les agriculteurs, cela représente une diversification des revenus : les panneaux produisent de l’électricité toute l’année, y compris pendant les périodes de jachère. En cas de perte de rendement agricole à cause d’intempéries, cela assure un gain minimal annuel. 

Quelques inconvénients

Comme toutes les nouvelles technologies, celles des panneaux bifaciaux verticaux ont certaines limites. 

Tout d’abord, il est nécessaire de trouver l’écartement le plus adapté entre les rangées afin d’avoir le meilleur compromis possible entre densité de production solaire, production agricole et ergonomie pour les machines. Ce n’est pas toujours évident. 

Les organismes financiers ont pour le moment peu de retours d’expériences chiffrés concernant cette technologie. De ce fait, les taux d’intérêt pour les emprunts sont assez élevés, ce qui rend l’investissement plus important. 

Enfin, il est nécessaire pour les autorités de réguler ce type de projet afin que le nombre de surfaces agricoles exploitables ne diminue pas trop. Cela entraînerait des prix en hausse pour les locations de terre, et une potentielle augmentation des prix des produits issus de l’agriculture pour les consommateurs. 

Les panneaux verticaux sont très adaptés aux grandes surfaces agricoles. Ils permettent de produire de grandes quantités d’électricité au moment où les besoins sont les plus élevés. Les performances de ces panneaux sont intéressantes, puisqu’ils utilisent peu de surface au sol et permettent les cultures de part et d’autre. Ils ne sont pas encore très répandus et nous avons peu de retours d’expérience sur le long terme : c’est une technologie très prometteuse qui pourra être largement développée à l’avenir.

Existe-t-il des parcs solaires verticaux en France ?

Oui, le premier parc de ce type a été installé en fin d’année 2021 en France, aux Sablons (Isère). Près du Rhône, les panneaux sont alignés sur une digue sur 350 m de long et 3,40 m de hauteur. Chaque panneau y est indépendant, équipé de son propre micro-onduleur. D’ici 2030, la CNR (Compagnie Nationale du Rhône) alimentera 300 000 foyers de plus en électricité verte.

Les cultures souffrent-elles des ombres portées ?

La plupart des végétaux sont cultivés au printemps et en été, lorsque l’ensoleillement est au plus fort. Les ombres portées créées par les panneaux ont donc peu d’impact négatif sur les cultures.

Qu’est-ce que l’agrivoltaïsme ?

Il s’agit d’un système qui associe production agricole et photovoltaïque sur une même surface. L’agrivoltaïsme (ou agrovoltaïsme) se développe de plus en plus à travers le monde, car elle a beaucoup d’avantages, dont celui de produire une électricité verte sur de grandes surfaces.