Démonstrateur de l’agri(photo)voltaïque*, le projet d’expérimentation d’une centrale photovoltaïque de 194 kWc avec des modules solaires à 5 mètres de hauteur sur des champs de la communauté agricole Demeter à Heggelbach près du Lac de Constance, s’apprête à présenter officiellement son bilan le 6 mai prochain à Berlin. Deux chiffres : augmentation de l’utilisation des sols à 160% la 1ère année, et à 186% sur la 2e année grâce à la saison caniculaire 2018.
Le projet APV-Resola affiche ce bilan positif après plus de deux années d’exploitation. L’Écho du Solaire s’est déjà fait l’écho de ce projet par deux fois, voir nos articles ici et ici
Un constat : l’ombrage partiel procuré par les modules solaires a contribué à l’augmentation des rendements agricoles, l’ensoleillement élevé (notamment en 2018, avec une hausse de 8,4% comparé à 2017, avec 1319,7 kWh/m2) a, lui, tiré la production d’électricité de source solaire.
Fin du conflit d’utilisation des sols …
L’an passé, les agriculteurs Demeter ont en effet obtenu des rendements supérieurs sous la centrale APV que sur la surface cultivée de référence (donc sans modules APV ni ombrage) pour trois des quatre types de cultures (blé d’hiver, pommes de terre, trèfle, céleri). Le céleri 
a le plus profité de la situation, avec une hausse de 12% des rendements de production, contre +3% pour le blé d’hiver. Le trèfle a moins aimé. Résultat : – 8%. « Pour les pommes de terre, nous avons enregistré une hausse de 86% par hectare », souligne Stephan Schindele, chef du projet au sein de l’institut de R&D Fraunhofer ISE.
Outre le résultat côté production et rendement, les chercheurs ont aussi relevé des données sur les conditions bioclimatiques du site APV. Au plan de la photosynthèse, l’ensoleillement a été inférieur de 30% sous les modules comparé à la surface de référence. Autre impact : la répartition des précipitations sur le sol et la température au sol. Cette dernière était inférieure à celle en plein champ au printemps et à l’automne, alors que la température de l’air était la même. Pendant les mois d’été, le taux d’humidité au sol était plus important sous les modules (culture de blé), en hiver c’était l’inverse pour toutes les cultures. « Les plantes ont mieux supporté l’été caniculaire grâce à l’ombrage procuré par les modules solaires semi-transparents. Ce qui illustre le potentiel de la technologie APV pour les régions arides mais souligne aussi la nécessité de faire de nouvelles expérimentations aussi avec différents types de cultures », estime l’agronome Andrea Ehmann. L’Institut Fraunhofer ISE coopère déjà au transfert de technologie au sein de plusieurs projets avec des pays en développement. Une pré-étude réalisée pour l’état du Maharashtra en Inde montre ainsi que l’ombrage des modules solaires d’un générateur APV ainsi que l’impact sur le maintien de l’humidité entrainerait un rendement supérieur de 40% pour la culture de tomates et de coton, par exemple. Une autre étude est en cours concernant l’Algérie.
Avec l’ensoleillement cité plus haut, la production d’électricité a progressé, elle, de 2% en 2018 comparé à l’année précédente, et a atteint près de 250 MWh, soit un productible de 1285,3 kWh/kWc installé. Au plan du coût de la génération d’électricité, le concept est aujourd’hui compétitif avec de petites toitures PV, selon les chercheurs qui comptent encore améliorer la situation avec la baisse des prix des produits PV ainsi que les effets habituels de la courbe d’apprentissage.
L’autoconsommation en local de l’énergie produite, comme c’est le cas à Heggelbach, joue aussi un rôle dans la rentabilité d’un projet. Des machines agricoles fonctionnant sur batteries et à l’électricité sont en effet commercialisées depuis deux ans par Fendt ou encore John Deere.
Le projet APV-Resola est subventionné en Allemagne par le ministère de l’éducation et de la recherche et par l’institut de recherche FONA dédié au développement durable. Il est réalisé en coopération avec l’Institut Fraunhofer ISE, la société, BayWa r.e. Solar Projects, l’énergéticien local Elektrizitätswerke Schönau, la communauté agricole de Heggelbach, et divers établissements d’enseignement. Pour plus de détails sur le site, cliquer ici
*L’agri(photo)voltaïque, ou agrivoltaïsme selon l’appellation choisie par Sun’R, a aussi été l’objet d’un séminaire de l’Ofate en octobre 2018, dont les présentations sont disponibles en ligne.