L'Agri-PV dans la viticulture sud-africaine : Exemples de réussite, coûts d'investissement pour les systèmes Agri-PV et potentiel prometteur

Exemples réussis d’Agri-PV dans la viticulture en Afrique du Sud

L’agrophotovoltaïque (agri-PV) combine la production agricole avec la production d’énergies renouvelables et a le potentiel de révolutionner la durabilité et la rentabilité de la viticulture. Il existe également des approches prometteuses et des mises en œuvre réussies en Afrique du Sud, l'une des régions viticoles les plus renommées au monde. Un aperçu complet des projets pilotes, des applications commerciales, des projets planifiés ainsi que des défis et du potentiel est donné ci-dessous.

En savoir plus ici :

• Viticulture et énergie solaire : Agri-photovoltaïque (Agri-PV) dans la viticulture en Afrique du Sud - opportunités, défis et potentiel

Projets pilotes et recherche

Usine alimentaire et énergétique Sunfarming

Sunfarming exploite depuis 2014 une « usine alimentaire et énergétique » innovante sur le campus de la Northwest University à Potchefstroom. Des études scientifiques sur la culture de plantes et d'herbes alimentaires sous des modules solaires y sont menées. Le projet a été élargi en 2016 et sert désormais également de centre de formation à l'agriculture durable. Cette recherche montre de manière impressionnante que l'Agri-PV fournit non seulement de l'énergie, mais peut également avoir un impact positif sur l'agriculture.

Université de Geisenheim

L'Université de Geisenheim travaille en collaboration avec des partenaires sud-africains pour rechercher les effets de l'Agri-PV sur la viticulture. Des paramètres tels que les rendements, la qualité des raisins et le microclimat sont examinés dans un laboratoire de recherche unique et réel. L'objectif est de créer une base scientifiquement solide pour l'utilisation de l'Agri-PV dans la viticulture et d'offrir ainsi aux viticulteurs une base solide pour la prise de décision.

Implémentations commerciales

Domaine viticole d'Avondale

Le domaine viticole d'Avondale, connu pour sa production de vin respectueuse de l'environnement, a récemment installé un système solaire moderne, rendant le domaine indépendant en énergie. Bien qu’il ne s’agisse pas d’un système agri-PV classique, cet exemple montre l’intérêt croissant de la filière vitivinicole pour les énergies renouvelables.

Cave Boland

Boland Cellar, l'une des plus grandes entreprises viticoles d'Afrique du Sud, a installé un système photovoltaïque de 473 kilowatts. Cela couvre environ un quart des besoins énergétiques de l'entreprise et réduit les coûts d'électricité de 34 %. Les avantages économiques d’une telle installation incitent d’autres vignerons à mettre en œuvre des systèmes similaires.

Projets prévus

Expansion de Sunfarming

Sunfarming prévoit d'autres usines « Food & Energy » dans les provinces sud-africaines du Cap oriental et occidental. Ceux-ci produiront non seulement de l’énergie pour les clients privés, mais serviront également de centres de formation à l’agriculture durable. De tels projets mettent en évidence l’intérêt croissant pour l’agri-PV en tant que solution innovante aux problèmes énergétiques et agricoles.

Défis et potentiel

défis

Malgré les exemples positifs, certains défis entravent la mise en œuvre généralisée de l’Agri-PV :

• Investissement initial élevé : Les coûts d'installation de systèmes agro-PV sont élevés et représentent une charge financière pour de nombreux viticulteurs.
• Obstacles bureaucratiques : les processus d’approbation peuvent être complexes et longs, ce qui rend la planification et la mise en œuvre difficiles.
• Exigences technologiques : les technologies innovantes telles que les systèmes agro-PV dynamiques pilotés par l’IA peuvent entraîner des coûts et des efforts techniques supplémentaires.

Potentiels

Cependant, les avantages de l’Agri-PV ne doivent pas être sous-estimés :

• Protection du climat : L'Agri-PV peut aider les viticulteurs à s'adapter aux conséquences du changement climatique. L'ombrage grâce aux modules solaires réduit le stress dû à la chaleur et à la sécheresse pour les plantes.
• Économies d'eau : des études montrent que l'évaporation peut être réduite de 10 à 30 % grâce à l'Agri-PV, ce qui constitue un énorme avantage dans les régions en situation de stress hydrique comme l'Afrique du Sud.
• Revenu supplémentaire : En plus de la production agricole, les vignerons peuvent développer des sources de revenus supplémentaires grâce à la production d'électricité.

Avec une recherche ciblée et un soutien politique, Agri-PV pourrait devenir un facteur clé dans la transformation durable de la viticulture sud-africaine.

Coûts d’investissement pour les systèmes agro-PV

Les coûts d’investissement des systèmes Agri-PV en viticulture dépendent de nombreux facteurs. Des informations générales et spécifiques sur les coûts sont présentées ci-dessous.

Investissements généraux dans l'agro-PV en Afrique du Sud

• En 2018, les investissements dans les systèmes photovoltaïques dans le secteur agricole sud-africain étaient estimés entre 630 et 960 millions de rands (environ 33 à 50 millions d'euros).
• Ces investissements correspondaient à une capacité totale installée d'environ 60 MWc.

Coûts pour des projets spécifiques

• Le plus ancien domaine viticole d'Afrique du Sud a investi environ 2,78 millions de rands (environ 145 000 euros) dans un système solaire.
• Les systèmes Agri-PV innovants et basés sur l’IA peuvent augmenter les coûts grâce à une technologie avancée, mais offrent des avantages économiques à long terme.

Facteurs affectant les coûts

• Taille du système : des systèmes plus petits peuvent être plus rentables mais offrent des économies d’énergie moindres.
• Emplacement : Les conditions climatiques locales et les conditions du sol affectent les coûts d’installation.
• Technologie : les systèmes plus simples sont moins chers, tandis que les solutions agro-PV dynamiques nécessitent des investissements plus élevés.

économie

Malgré l’investissement initial élevé, les calculs du modèle montrent une viabilité économique prometteuse :

• Même dans des scénarios défavorables, un rendement de 23 % et une valeur actuelle nette de plus de 2,5 millions de rands (environ 130 000 euros) sont prévus.
• Dans le meilleur des cas, le rendement peut atteindre 43 %, avec une période d’amortissement de seulement 2,5 ans.

Cependant, les coûts réels et la viabilité économique varient considérablement en fonction du projet et des conditions locales. Pour prendre des décisions éclairées, des études plus détaillées et des projets pilotes spécifiques à la viticulture sont nécessaires.

Agri-PV offre d'énormes opportunités pour la viticulture sud-africaine, tant sur le plan économique qu'environnemental. Des projets pilotes réussis et des premières applications commerciales démontrent le potentiel de cette technologie. Malgré des défis tels que des investissements initiaux élevés et des obstacles bureaucratiques, les avantages potentiels sont immenses : protection contre les effets du changement climatique, économies d’eau et sources de revenus supplémentaires grâce à la production d’électricité. Avec des recherches plus approfondies, un soutien politique et des programmes de financement adaptés, Agri-PV pourrait être la clé de l'avenir durable de la viticulture en Afrique du Sud.

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Énergies renouvelables en viticulture : L’agrophotovoltaïque comme solution d’avenir en Afrique du Sud

Énergies renouvelables en viticulture : L'agrophotovoltaïque comme solution d'avenir en Afrique du Sud - image créative : Xpert.Digital

L’intégration de systèmes photovoltaïques dans l’agriculture, notamment dans la viticulture, suscite un intérêt croissant dans le monde entier. Il existe également des développements prometteurs dans le domaine de l'agri-photovoltaïque (agri-PV) en Afrique du Sud, un pays avec une histoire viticole traditionnelle et en même temps une forte demande d'énergies renouvelables. La combinaison de l'utilisation agricole et de la production d'énergie solaire offre non seulement des avantages écologiques, mais ouvre également de nouvelles perspectives économiques pour les établissements vinicoles.

Bien qu'Agri-PV en soit encore à une phase relativement précoce de développement dans la viticulture sud-africaine, des exemples notables de projets pilotes et d'applications commerciales réussis existent déjà. Ces initiatives démontrent le grand potentiel de cette technologie, mais se heurtent également à des défis spécifiques.

Convient à:

• Double récolte sous le soleil avec l'agri-photovoltaïque : La synergie des systèmes agri-PV et de l'agriculture moderne

Un travail pionnier en recherche et développement

Une base importante pour l’établissement de l’Agri-PV en Afrique du Sud a été posée grâce à des projets de recherche scientifique. Il convient de noter en particulier la « Food & Energy Plant » de Sunfarming, qui fonctionne sur le campus de la Northwest University à Potchefstroom depuis 2014. Ce projet innovant sert de laboratoire réel dans lequel les interactions entre les cultures vivrières et les modules solaires sont examinées en conditions réelles. Il ne s’agit pas seulement de produire de l’électricité pure, mais aussi d’optimiser la culture de diverses cultures et herbes aromatiques à l’ombre partielle des modules solaires. L'installation a été agrandie pour inclure un centre de formation en 2016, soulignant l'importance du transfert de connaissances et de la formation pour la diffusion de l'agro-PV.

L'Université de Geisenheim en Allemagne participe également activement à la recherche sur les effets de l'Agri-PV sur la viticulture en coopération avec des institutions partenaires sud-africaines. Des études détaillées sont menées dans un laboratoire de recherche unique et réel pour comprendre comment l'ombrage des modules photovoltaïques affecte les aspects clés de la viticulture. Cela inclut les rendements des vignes, la qualité des raisins et le microclimat du vignoble. Les connaissances acquises sont d'une importance cruciale afin d'adapter de manière optimale les systèmes agri-PV aux besoins de la viticulture et de maximiser les effets de synergie potentiels. Par exemple, on étudie comment la modification de l'incidence de la lumière affecte la photosynthèse des vignes ou dans quelle mesure l'ombrage peut offrir une protection contre la chaleur extrême et les coups de soleil.

Les applications commerciales comme guide pour l’avenir

Au-delà de la recherche pure, il existe également des exemples encourageants de mise en œuvre commerciale de l’agri-PV dans la viticulture sud-africaine. L'Avondale Wine Estate est un pionnier dans ce domaine. Bien que le système solaire de pointe installé ici ne soit pas conçu comme un système agri-PV au sens classique du terme, car il n'a pas été construit directement au-dessus des vignobles, il démontre de manière impressionnante l'intérêt croissant de l'industrie vitivinicole sud-africaine pour les énergies renouvelables. solutions. Le système permet à Avondale de couvrir l'intégralité des besoins énergétiques de la cave elle-même et de franchir ainsi une étape importante vers l'indépendance énergétique. Il s’agit d’un signal clair adressé au secteur : durabilité et rentabilité peuvent aller de pair.

Un autre exemple notable est celui de Boland Cellar, l'une des plus grandes sociétés viticoles d'Afrique du Sud. L'entreprise a installé un système photovoltaïque d'une puissance de 473 kilowatts. Cette usine est un excellent exemple de la manière dont les énergies renouvelables peuvent être intégrées dans les opérations d'un grand producteur de vin. L'énergie solaire produite couvre déjà un quart des besoins énergétiques totaux de l'entreprise et entraîne une réduction significative des coûts d'électricité d'environ 34 pour cent. Ces chiffres illustrent le potentiel économique de l'énergie solaire dans le secteur vitivinicole et peuvent inciter à investir davantage dans les énergies renouvelables.

Projets planifiés axés sur la durabilité

Les expériences positives et la prise de conscience croissante des avantages de l'Agri-PV conduisent à de nouvelles planifications de projets concrets. Sunfarming prévoit de construire des installations « Food & Energy » supplémentaires dans les principales régions viticoles du Cap oriental et occidental. Ces projets ont un double objectif : d'une part, l'électricité produite doit être vendue à des clients privés, ce qui génère une source de revenus supplémentaire. D'autre part, les systèmes sont destinés à servir de centres de formation à l'agriculture durable et à contribuer ainsi à la diffusion des connaissances et des meilleures pratiques dans le domaine de l'agri-PV. Ces initiatives planifiées montrent qu'Agri-PV est considéré non seulement comme un fournisseur d'énergie, mais aussi comme un outil de promotion de pratiques agricoles durables.

Défis et solutions

Malgré ces exemples prometteurs, l’adoption généralisée et le succès économique de l’Agri-PV dans la vinification sud-africaine se heurtent encore à certains défis. Un facteur clé est l’investissement initial relativement élevé requis pour installer des systèmes agro-PV. Cela peut représenter un obstacle financier important, en particulier pour les petits établissements vinicoles.

Un autre facteur limitant réside dans les obstacles bureaucratiques dans le processus d’approbation de tels systèmes. Des processus complexes et longs peuvent retarder la mise en œuvre de projets agro-PV et les rendre peu attrayants. Des procédures d'approbation simplifiées et accélérées sont nécessaires pour faciliter les investissements dans ce domaine prometteur.

De plus, la nécessité de programmes de financement adaptés devient évidente. Les incitations gouvernementales et le soutien financier pourraient apporter une contribution décisive à la réduction des coûts d’investissement initiaux et à l’amélioration de la viabilité économique des systèmes agro-PV pour les établissements vinicoles. De tels programmes de soutien pourraient inclure, par exemple, des prêts à faible taux d’intérêt, des subventions à l’investissement ou des tarifs de rachat pour l’énergie solaire produite.

Le potentiel inexploité : les avantages de l’Agri-PV en détail

Malgré les défis mentionnés, les avantages potentiels de l’agri-PV dans la viticulture sud-africaine dépassent clairement les inconvénients. Un aspect central est la protection contre les effets croissants du changement climatique. L'ombrage fourni par les modules solaires peut protéger les vignes de la chaleur extrême et de l'intensité du soleil, ce qui est particulièrement important pendant les mois chauds d'été. Cela permet de réduire le stress thermique, d’éviter les coups de soleil sur les raisins et ainsi d’assurer la qualité de la récolte.

De plus, Agri-PV permet d’économiser l’eau. L'évaporation réduite sous les modules solaires permet de réduire considérablement les besoins en eau de la vigne. On estime que des économies d'eau de 10 à 30 pour cent sont réalistes. Dans une région de plus en plus touchée par la sécheresse et la pénurie d’eau, cela représente un immense avantage et peut améliorer considérablement la durabilité à long terme de la viticulture.

Un autre aspect important est la source de revenus supplémentaire générée par la production d’électricité. L'énergie solaire produite peut être soit utilisée pour la consommation personnelle, ce qui réduit les coûts énergétiques, soit injectée dans le réseau public, ce qui permet un revenu supplémentaire. Cette diversification des sources de revenus peut accroître la stabilité économique des établissements vinicoles et les rendre plus résilients aux fluctuations du marché.

En plus de ces avantages directs, Agri-PV offre également des effets secondaires positifs. L'ombrage fourni par les modules peut améliorer le microclimat du vignoble, ce qui peut avoir un effet positif sur la santé des plantes et la biodiversité. Certaines études suggèrent qu’une flore et une faune plus diversifiées peuvent coloniser dans le cadre des systèmes agro-PV.

Coûts d’investissement : un défi dans une perspective à long terme

La question des coûts d’investissement pour les systèmes agro-PV dans la viticulture en Afrique du Sud est complexe et dépend de divers facteurs. Il est difficile de fournir des informations précises et générales à l'heure actuelle, car les coûts dépendent fortement de la taille du système, de la technologie choisie et des conditions spécifiques du site.

En général, on peut dire que les investissements initiaux pour les systèmes agro-PV ont tendance à être plus élevés que pour les systèmes au sol conventionnels. Cela est dû, entre autres, aux dépenses supplémentaires liées à la sous-structure, qui doit être dimensionnée de manière à supporter les modules solaires et à permettre également une utilisation agricole en dessous.

Une estimation de 2018 suggère que l'investissement dans les systèmes photovoltaïques dans le secteur agricole sud-africain se situait entre 630 et 960 millions de rands, ce qui représente une capacité installée totale d'environ 60 mégawatts. Ces chiffres ne donnent toutefois qu'un aperçu approximatif de l'ensemble du secteur agricole et ne permettent pas de tirer des conclusions directes sur les coûts spécifiques à la viticulture.

Il existe des informations plus spécifiques pour les projets individuels. Le coût de l'installation d'un système solaire sur le plus ancien domaine viticole d'Afrique du Sud a été estimé à 2,78 millions de rands. Il est cependant important de noter qu’il ne s’agit pas d’un système agri-PV classique, mais plutôt d’un système en toiture.

Les coûts des systèmes Agri-PV sont considérablement influencés par la technologie choisie. Des approches innovantes telles que les systèmes agro-PV dynamiques, dans lesquels l'orientation des modules solaires est contrôlée par l'intelligence artificielle, peuvent optimiser l'efficacité de la production d'électricité et les effets de synergie avec l'utilisation agricole, mais sont généralement également associées à des coûts plus élevés.

Efficacité économique et rentabilité à long terme

Malgré l'investissement initial plus élevé, diverses études et calculs de modèles indiquent une rentabilité potentiellement élevée des systèmes agro-PV en viticulture. Même dans des scénarios moins favorables, des rendements supérieurs à 20 pour cent et une valeur actuelle nette significative étaient prévus. Dans le meilleur des cas, les rendements pourraient être nettement plus élevés, avec des périodes d’amortissement de quelques années seulement.

Il est toutefois crucial de souligner que ces chiffres sont basés sur des estimations et des calculs de modèles et que la viabilité économique réelle dépend fortement de chaque cas individuel. Des facteurs tels que le rayonnement solaire sur le site, les prix de l'électricité, les conditions de financement et les pratiques de gestion spécifiques jouent un rôle crucial.

Pour une analyse coûts-avantages plus détaillée, d’autres études spécifiques et projets pilotes sont nécessaires, abordant spécifiquement les conditions générales de la viticulture sud-africaine. Non seulement les coûts et les rendements directs doivent être pris en compte, mais également les avantages à long terme tels qu'une meilleure résilience au changement climatique et les économies potentielles sur les coûts d'exploitation.

L’agri-PV comme opportunité pour un avenir durable pour la viticulture sud-africaine

Les exemples et les résultats des recherches à ce jour soulignent le potentiel considérable de l’Agri-PV dans la viticulture sud-africaine. Cette technologie offre une opportunité prometteuse pour relever les défis du changement climatique, accroître l’efficacité des ressources et en même temps renforcer la base économique des établissements vinicoles.

Bien que les coûts d’investissement initiaux et les obstacles bureaucratiques ne puissent être sous-estimés, les perspectives à long terme et les avantages potentiels suggèrent que l’utilisation de l’agri-PV peut être intéressante pour de nombreux établissements vinicoles en Afrique du Sud. Avec des recherches plus approfondies, des programmes de financement ciblés et des politiques qui soutiennent l'innovation en matière d'énergies renouvelables, l'agri-PV pourrait jouer un rôle clé dans la transformation durable de la viticulture sud-africaine et contribuer à rendre durable cette importante industrie. La combinaison de la viticulture traditionnelle et de la technologie solaire moderne constitue une approche prometteuse pour concilier les objectifs écologiques et économiques et préparer la viticulture sud-africaine aux défis de l’avenir.

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