Agri-Solar pour la culture fruitière : Agri-PV dans le Bade-Wurtemberg et en Rhénanie-Palatinat pour une culture fruitière neutre en CO2 (fruits et légumes)

Le Premier ministre du Bade-Wurtemberg Winfried Kretschmann, l'agriculteur Hubert Bernhard et le professeur Andreas Bett, directeur de l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire, ont inauguré l'installation photovoltaïque agricole à Kressbronn. – Image : Fraunhofer ISE

Dans le cadre du projet de recherche « Région modèle agro-photovoltaïque pour le Bade-Wurtemberg », le Centre de compétence en culture fruitière du lac de Constance, l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE et onze autres partenaires du projet construisent et testent cinq systèmes pilotes Agri-PV en Bade-Wurtemberg. Aujourd'hui, le Premier ministre Winfried Kretschmann a inauguré l'installation au-dessus des pommiers de la ferme fruitière Bernhard à Kressbronn, au bord du lac de Constance. Le projet de recherche, qui se déroule jusqu'en 2024, est financé par les ministères de l'environnement, du climat et de l'énergie ainsi que par ceux de l'alimentation, des zones rurales et de la protection des consommateurs. Dans le cadre du projet, le concept de l'agrophotovoltaïque (agri-PV) sera examiné en détail, en mettant l'accent sur les pépins et les fruits rouges dans le Bade-Wurtemberg.

« L’agrophotovoltaïque représente une énorme opportunité pour l’agriculture, pour la durabilité et pour l’approvisionnement énergétique. Avec la région modèle Agri-Photovoltaïque Bade-Wurtemberg, nous voulons montrer comment la récolte peut être effectuée deux fois - ici, par exemple, l'énergie solaire et les pommes. Nous y consacrerons au total près de 2,5 millions d'euros au cours des trois prochaines années. L'ouverture aujourd'hui du site de Kressbronn marque une étape importante. Je suis reconnaissant pour ce travail de pionnier et souhaite à toutes les personnes impliquées un bon succès», a déclaré le Premier ministre Kretschmann dans son discours d'ouverture. Le système Agri-PV de Kressbronn fait partie d'un total de cinq systèmes de recherche et de démonstration d'une puissance nominale totale allant jusqu'à 1 700 kilowatts. Ils seront construits à Bavendorf, Heuchlingen, Karlsruhe, Kressbronn et Oberkirch-Nußbach.

L'objectif général du projet est de répondre aux questions ouvertes sur la double utilisation des terres pour l'agriculture et la production d'énergie solaire. Avec le développement et la construction d'installations pilotes sur mesure sur cinq sites différents avec différentes cultures de fruits et de baies, la faisabilité de divers domaines d'application et technologies prometteurs est examinée et des variantes de conception sont étudiées. Lors de la planification des différentes conceptions de systèmes, les premières expériences de la construction d'un système Agri-PV pour la culture fruitière en Rhénanie-Palatinat ont été intégrées.

Les chercheurs du Centre de compétence en culture fruitière du lac de Constance (KOB) et du Fraunhofer ISE analysent en détail la croissance des plantes sous les modules du système Agri-PV de Kressbronn. «En plus d'étudier les effets des variations d'ombre sur la croissance et l'écophysiologie des pommes, cela comprend également des activités de recherche sur les effets de l'utilisation de pesticides sur les modules photovoltaïques», explique Oliver Hörnle, chef de projet chez Fraunhofer ISE. Dr. Ulrich Mayr, directeur adjoint du KOB, ajoute : « Pour nous, l'Agri-PV est un autre élément important pour une production fruitière durable sur le lac de Constance : une production de pommes protégée, donc sûre et de haute qualité, avec une production supplémentaire d'énergie solaire. »

»Nous produisons de l'énergie solaire sur les toits de nos bâtiments agricoles depuis 2010 et nous nous demandons : pourrions-nous également produire de l'électricité avec les filets anti-grêle au-dessus de nos vergers ? Le résultat est le premier système Agri-PV sur un verger existant. La surface bâtie s'étend sur environ 0,4 hectare et le système a une puissance nominale de près de 250 kilowatts", explique l'agriculteur Hubert Bernhard à propos de sa motivation à fournir des terres cultivées pour le système pilote.

Dans le cadre du projet de recherche « Agri-PV Fruit Growing », l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE, en collaboration avec d'autres partenaires de recherche, a construit une installation de recherche Agri-PV pour les pommes et les fruits en espalier dans la ferme fruitière biologique Nachtwey à Gelsdorf en Rhénanie. -Palatinat. Il s'agit de la première installation de ce type en Allemagne. La zone d'essai totale du projet de recherche couvre environ 9 100 mètres carrés ; le système Agri-PV d'une puissance de 258 kWc a été installé sur environ un tiers de la surface. L'objectif primordial du projet, financé par le ministère de la Protection du climat, de l'Environnement, de l'Énergie et de la Mobilité du Land de Rhénanie-Palatinat (MKUEM) et le ministère fédéral de l'Alimentation et de l'Agriculture (BMEL), est d'augmenter la résilience climatique dans la culture fruitière et assurer une production de pommes sûre et durable grâce à une production d’énergie solaire supplémentaire.

Dans le cadre du projet, qui s'étendra sur cinq ans au total, de nombreuses questions de recherche seront étudiées à partir de huit variétés de pommes.

Le projet compare d'abord la production de pommes au même endroit selon quatre systèmes de protection des cultures différents : protection par film (non perméable à la pluie), protection contre la grêle (perméable à la pluie) et Agri-PV avec des modules photovoltaïques translucides installés en permanence (non perméables à la pluie). et des modules PV suivis (perméables à la pluie si nécessaire). Deux types différents de modules avec des cellules solaires disposées différemment (motif en bandes ou en blocs) sont utilisés. L'objectif est d'étudier dans quelle mesure les systèmes Agri-PV peuvent protéger les plantes et les fruits des influences environnementales néfastes telles que la grêle, les fortes pluies, les coups de soleil, le gel ou les températures extrêmes. En outre, il sera testé dans quelle mesure une gestion différente de la lumière via différentes configurations de modules photovoltaïques affecte la croissance des plantes et les rendements agricoles. En outre, le système doit être examiné du point de vue de l’esthétique du paysage, de la viabilité économique, de la compatibilité sociale et des paramètres de culture des plantes.

Stephan Schindele, responsable de la gestion des produits Agri-PV, commente le projet : « Nous considérons Agri-PV comme une solution à long terme pour aider les agriculteurs à s'adapter aux conséquences du changement climatique. Nous pouvons préserver l’écosystème actuel et même l’améliorer grâce aux effets de synergie et à la production d’énergie solaire. Après avoir mis en œuvre avec succès la culture professionnelle de baies sous Agri-PV aux Pays-Bas, nous franchissons une étape importante vers les fruits en espalier à Gelsdorf. Nous avons reconnu que le potentiel et les synergies de l'Agri-PV combiné avec les pommes, poires, cerises, kiwis et autres cultures permanentes peuvent être considérables. Nous souhaitons développer durablement ce potentiel et permettre une nouvelle expansion du photovoltaïque sans restreindre les rendements agricoles.»

Avantages économiques pour les agriculteurs

En plus de s'adapter au changement climatique et de protéger les actifs agricoles, le projet Agri-PV à Gelsdorf vise également à démontrer les avantages économiques pour les agriculteurs. Il s'agit parfois de coûts énergétiques durablement inférieurs et plus prévisibles, de coûts d'investissement inférieurs dans la protection des cultures et de coûts réduits pour les matériaux d'exploitation et l'élimination des déchets.

Andreas Steinhüser, chef adjoint du groupe agro-photovoltaïque chez Fraunhofer ISE : « Le projet de recherche « Culture fruitière Agri-PV » vise non seulement à montrer des moyens de réduire les émissions de CO2 dans l'agriculture, mais aussi à utiliser des matériaux à courte durée de vie et à utiliser des produits phytopharmaceutiques et des fongicides à éviter et apportent ainsi une contribution décisive à la protection du climat. En outre, nous nous concentrons également sur les questions sociales telles que l'acceptation et la compatibilité sociale, car ces aspects joueront un rôle décisif dans la diffusion ultérieure de l'agri-PV.

L'électricité produite par le système Agri-PV peut être utilisée dans les zones en amont et en aval de la production de pommes. D'une part, le tracteur électrique à batterie Fendt 100 Vario fourni par AGCO GmbH est chargé d'électricité à partir du système. D’autre part, l’énergie est également utilisée pour alimenter le système d’irrigation avec sa propre électricité Agri-PV. L'entrepôt frigorifique est déjà alimenté en électricité verte provenant d'un système de toiture photovoltaïque. Globalement, en mettant en œuvre un concept énergétique opérationnel, on tente de réduire considérablement les émissions de CO2 sur l'exploitation grâce à l'électrification solaire.

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