L'eau et les watts font le vin : culture de baies avec photovoltaïque et cycle de l'eau fermé - modules photovoltaïques transparents, solutions solaires de BaWü

🌿⚡ L'utilisation agricole en combinaison avec le photovoltaïque, également connu sous le nom d'Agri-PV, est devenue beaucoup plus importante ces dernières années. Cette méthode permet d’avoir une double utilisation des terres agricoles en les utilisant à la fois pour la production alimentaire et pour produire de l’énergie solaire. Dans le domaine vitivinicole notamment, ces technologies semblent offrir une voie prometteuse pour relever les défis du changement climatique et garantir les rendements des cultures à long terme. L'accent est particulièrement mis sur le Bade-Wurtemberg, où divers projets pilotes testent et optimisent l'utilisation de l'Agri-PV dans la viticulture.

L’idée de l’agri-photovoltaïque n’est pas nouvelle. Le professeur Adolf Goetzberger, fondateur du célèbre Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (ISE), a développé le concept en 1981. Sa vision était d'installer des panneaux solaires sur les cultures agricoles pour générer simultanément de l'énergie solaire et protéger les cultures. Fraunhofer ISE estime aujourd'hui que la totalité des besoins actuels en électricité de l'Allemagne pourrait être couverte par l'utilisation de quatre pour cent des terres agricoles utilisant uniquement l'Agri-PV. Il est toutefois important que les installations photovoltaïques n’occupent pas plus de 15 pour cent de la surface agricole afin de ne pas nuire à l’exploitation agricole.

Un excellent exemple de mise en œuvre réussie de l'Agri-PV se trouve dans le Bade-Wurtemberg, dans le cadre du projet de recherche « Région modèle agro-photovoltaïque pour le Bade-Wurtemberg ». Ici, l'Institut national d'enseignement et de recherche pour la viticulture et la culture fruitière de Weinsberg (LVWO), le Fraunhofer ISE et onze autres partenaires du projet travaillent sur cinq systèmes pilotes Agri-PV. Ces systèmes sont utilisés pour étudier les interactions entre la production d’électricité et le rendement agricole en viticulture. L'année dernière, le ministre de l'Alimentation, de l'Espace rural et de la Protection des consommateurs du Bade-Wurtemberg, Peter Hauk, a ouvert à Heuchlingen un centre de recherche qui teste un système agro-PV particulièrement innovant sur différents types de baies. Ce système se caractérise par le fait qu'il utilise des cycles complètement fermés pour l'eau et les nutriments afin de rendre la culture des fraises et des buissons aussi économe en ressources que possible.

📊 Les avantages de l'Agri-PV 🌿

La toiture photovoltaïque offre de nombreux avantages, en particulier pour les cultures permanentes sensibles aux intempéries telles que la vigne et divers fruits. Il protège les plantes des conditions météorologiques extrêmes, qu'il s'agisse d'un excès de soleil, de fortes pluies ou de grêle. Des études menées par Fraunhofer ISE ont montré que l'utilisation d'Agri-PV peut réduire considérablement les besoins d'irrigation des plantes. De plus, l'ombrage partiel des plantes améliore le microclimat, ce qui a un effet positif sur la croissance des plantes.

Un avantage clé de l’Agri-PV est la réduction des besoins en irrigation. Cette propriété est inestimable, surtout en période de changement climatique, où l’eau devient une ressource de plus en plus rare. Les ombres partielles fournies par les panneaux solaires aident à garder le sol plus frais et plus humide. Cela conduit non seulement à une utilisation plus efficace de l’eau, mais également à une réduction des pertes d’eau par évaporation.

Le système Agri-PV contribue également à protéger contre les événements météorologiques extrêmes. Par exemple, les fortes pluies, qui se produisent de plus en plus en raison du changement climatique, peuvent avoir de graves conséquences sur les cultures. Les panneaux solaires agissent comme un bouclier protecteur supplémentaire et réduisent l’impact direct des fortes pluies et de la grêle sur les plantes. Ceci est particulièrement utile pour les cultures délicates telles que la vigne, qui peuvent être facilement endommagées par de tels événements météorologiques.

🌍 Modèles à succès d'autres pays 📈

Bien que l’Agri-PV en soit encore à ses balbutiements en Allemagne, il existe des modèles internationaux qui démontrent les avantages et l’efficacité de cette méthode. L'Agri-PV est déjà utilisé avec succès dans des pays comme la Chine, l'Inde et la France. Par exemple, la France compte plusieurs projets agro-PV à grande échelle dans lesquels des panneaux solaires ont été installés sur les vignes pour maximiser à la fois la production d'énergie et les rendements des cultures. Ces projets ont montré qu'Agri-PV contribue non seulement à générer de l'énergie renouvelable, mais améliore également les conditions de production agricole.

⚙️ Défis et solutions technologiques 🔧

Malgré les nombreux avantages, la mise en œuvre de l’Agri-PV comporte également des défis à relever. Un défi majeur consiste à trouver le bon équilibre entre la transmission de la lumière et les ombres. Les panneaux solaires doivent être conçus de manière à laisser suffisamment de lumière solaire aux plantes qui poussent en dessous, tout en générant suffisamment d’énergie. C'est ici qu'interviennent les modules photovoltaïques transparents, spécialement développés pour une utilisation dans l'agriculture. Ces modules laissent passer la lumière nécessaire à la croissance des plantes tout en produisant de l'électricité.

Un autre défi est l'intégration des modules photovoltaïques dans l'infrastructure agricole existante. Les installations doivent être conçues de manière à ne pas gêner la culture des champs. Cela nécessite des solutions innovantes dans la conception et le placement des systèmes photovoltaïques.

🔭 Les perspectives pour l'Allemagne 🌐

L’Allemagne a le potentiel de bénéficier énormément de l’Agri-PV. En particulier dans les régions gravement touchées par le changement climatique, comme les régions viticoles du Bade-Wurtemberg et de la Hesse, l'intégration de systèmes photovoltaïques pourrait contribuer à garantir les rendements agricoles. Les projets pilotes en cours fournissent des informations et des données précieuses qui peuvent aider à affiner davantage la technologie et à accroître son efficacité.

Les développements futurs pourraient également inclure la combinaison de l’agri-PV avec d’autres technologies durables, telles que l’énergie éolienne ou l’utilisation d’usines de biogaz. De tels systèmes intégrés pourraient encore accroître l’efficacité énergétique et contribuer à une agriculture encore plus durable.

🌧️🌱 Protéger les plantes des conditions météorologiques extrêmes et réduire le besoin d'irrigation

L’agrophotovoltaïque représente une méthode prometteuse pour utiliser plus efficacement les terres agricoles tout en contribuant à la transition énergétique. En protégeant les cultures des conditions météorologiques extrêmes et en réduisant les besoins d’irrigation, Agri-PV offre une solution durable à bon nombre des défis actuels de l’agriculture. Alors que l'Allemagne est encore en phase de développement et de test, des exemples internationaux montrent déjà l'énorme potentiel de cette innovation. Avec un financement adéquat et des recherches plus poussées, les systèmes agro-PV pourraient devenir partie intégrante de l’agriculture allemande dans un avenir proche et contribuer ainsi à la fois à garantir la production alimentaire et à atteindre les objectifs climatiques.

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🌿💡 Dans le cadre du projet de recherche innovant « Région modèle agro-photovoltaïque pour le Bade-Wurtemberg », l'Institut national d'enseignement et de recherche pour la viticulture et la culture fruitière de Weinsberg (LVWO), l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE et onze autres partenaires du projet travaillent sur cinq projets exemplaires Développer et tester des systèmes pilotes agri-PV dans le Land de Bade-Wurtemberg. En mai 2022, le premier de ces systèmes pilotes sur le site de Heuchlingen, une station du LVWO, a été inauguré solennellement par le ministre de l'alimentation, de l'espace rural et de la protection des consommateurs du Bade-Wurtemberg, Peter Hauk. Ce centre de recherche se caractérise par un concept particulier et durable : il combine la culture d'une grande variété de baies avec un système de circulation fermé de l'eau et des nutriments pour permettre une production respectueuse de l'environnement et économe en ressources.

🌿🔬 Gestion de projet et définition d'objectifs

Le projet de recherche « Région modèle agro-photovoltaïque pour le Bade-Wurtemberg », qui s'étend jusqu'en 2024 inclus, est en grande partie dirigé par Fraunhofer ISE et soutenu par les ministères des Länder chargés de l'environnement, du climat et de l'énergie, ainsi que de l'alimentation, du secteur rural. domaines et la protection des consommateurs. L'objectif du projet est d'établir le concept de l'agrophotovoltaïque comme une forme d'utilisation des terres durable et économe en espace dans la région et, en particulier, de promouvoir le potentiel dans le domaine des cultures spéciales, telles que les fruits et culture de baies.

🌿🏞️ Détails techniques de l'usine pilote

L'usine pilote de Heuchlingen a une puissance installée de 113 kilowatts-crête et couvre une superficie d'environ 2 000 mètres carrés. Divers types de baies, notamment les framboises, les myrtilles, les groseilles, les fraises, les groseilles à maquereau et les mûres, sont cultivées et font l'objet de recherches sur la culture sur substrat dans cette région. L'équipe de recherche étudie l'influence du système agro-photovoltaïque sur la culture de ces espèces de baies et teste l'utilisation de différents substrats, avec un accent particulier sur les alternatives sans tourbe et à teneur réduite en tourbe.

🌿💧 Gestion de l'eau et durabilité

Une caractéristique centrale du système Agri-PV à Heuchlingen est le système de circulation d'eau fermé. Dans ce système, l'eau de pluie est collectée et stockée dans un réservoir de stockage afin de pouvoir ensuite être utilisée - en combinaison avec de l'eau douce - pour irriguer les plantes. L'excès de liquide qui s'écoule du substrat des plants de baies est collecté, traité et réutilisé par un système alimenté par l'énergie solaire. Ce processus permet une réduction significative de l’utilisation d’engrais tout en empêchant les nutriments de s’infiltrer dans les eaux souterraines.

🌿🌍 Analyse et objectifs à long terme

L'utilisation agricole et respectueuse de l'environnement de l'agrophotovoltaïque est analysée de manière approfondie dans le cadre du projet commun. L'effet de synergie entre la production d'énergie solaire et l'agriculture sera examiné et le cadre juridique pour la mise en œuvre à grande échelle de la technologie sera clarifié. L’objectif est de mieux faire connaître et faire ses preuves dans la pratique les systèmes photovoltaïques agricoles. Le gouvernement du Land considère l’agrophotovoltaïque comme une réponse d’avenir aux défis de l’agriculture moderne et du changement climatique.

🌿⚡ Avantages de l'Agri-Photovoltaïque

L'agrophotovoltaïque combine la production d'énergie renouvelable et de produits agricoles sur un même territoire. De cette manière, non seulement un espace précieux est utilisé de manière optimale, mais en même temps, de la nourriture est produite et de l'énergie renouvelable est obtenue. Il s’agit d’une solution intelligente et durable aux grands défis de notre époque.

🌿🍓 Importance pour la région et protection contre les intempéries

Le paysage agricole du Bade-Wurtemberg joue un rôle central dans la production allemande de fruits rouges, avec 1 500 hectares de baies de brousse et 2 200 hectares de fraises. Le développement et la mise en œuvre de systèmes agro-PV dans cette région pourraient conduire à des gains significatifs en matière de durabilité et d’efficacité. Les systèmes Agri-PV offrent des avantages significatifs en raison de leur double effet : production agricole et production d’énergie. Les plantes installées sous les systèmes Agri-PV sont en outre protégées des conditions météorologiques extrêmes telles que le froid, la grêle ou un ensoleillement excessif. En utilisant des modules solaires, des filets et autres dispositifs de protection contre les nuisibles peuvent également être intégrés sans que cela ne réduise le rendement.

🌿🔋 Utilisation de l'énergie solaire

Un autre avantage clé des systèmes Agri-PV à Heuchlingen est l'utilisation de l'énergie solaire produite localement. Cela permet non seulement d'assurer une alimentation électrique durable pour l'installation elle-même, mais également de soutenir l'ensemble de l'Institut national de formation et de recherche pour la viticulture et la culture fruitière : l'installation Agri-PV d'environ 1 000 mètres carrés peut alimenter une partie importante de l'énergie Les besoins en électricité de LVWO sont couverts de manière durable et respectueuse du climat. À une époque de prix élevés de l’énergie et d’approvisionnement difficile, c’est un autre aspect positif de cette usine pilote.

🌿💦 Le système de circulation d'eau et ses avantages

Les circuits d'eau fermés du système Agri-PV à Heuchlingen contribuent de manière significative à l'efficacité et à la durabilité. L'eau de pluie est systématiquement collectée, stockée et utilisée pour l'irrigation. L'excès d'eau d'irrigation qui s'accumule dans le substrat est recyclé et réutilisé. Ce processus améliore non seulement l'efficacité des ressources, mais empêche également la contamination des eaux souterraines par un excès de nutriments. Ces approches innovantes sont non seulement bénéfiques pour l'environnement, mais offrent également des applications pratiques aux agriculteurs, leur permettant de réduire leurs coûts d'exploitation tout en étant plus respectueuses de l'environnement.

🌿🔍 Un projet pour l'avenir

Le projet « Région modèle agro-photovoltaïque du Bade-Wurtemberg » peut donc servir de modèle pour de futurs systèmes agricoles efficaces sur le plan énergétique et agricole. Le succès et l'évaluation continus de ces usines pilotes peuvent contribuer à faire progresser une agriculture durable et respectueuse de l'environnement en Allemagne et au-delà. Grâce à des recherches ciblées et à des technologies innovantes, il est démontré comment la production agricole et la production d'énergies renouvelables peuvent aller de pair pour relever les défis du changement climatique tout en garantissant un approvisionnement alimentaire durable.

🌿🌞 Une contribution à la durabilité mondiale

L’interaction de la production d’énergie solaire et d’une agriculture économe en ressources contribue à concrétiser la vision d’un avenir durable. Les résultats du projet « Région modèle agro-photovoltaïque pour le Bade-Wurtemberg » pourraient être révolutionnaires pour une transition mondiale vers une agriculture écologiquement et économiquement équilibrée. Cette approche innovante montre qu’il est possible de combiner la production alimentaire avec le besoin croissant d’énergies renouvelables et ainsi d’apporter une contribution décisive à la résolution des défis mondiaux.

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📚📚 Le développement et l'intégration des énergies renouvelables ont progressé rapidement ces dernières années. Une attention particulière est portée aux modules photovoltaïques (PV) transparents. Ces solutions solaires innovantes sont non seulement efficaces et durables, mais également polyvalentes. Ils conviennent également aux systèmes photovoltaïques agricoles (Agri-PV), aux parkings solaires et aux pergolas solaires urbaines. Examinons en profondeur ces technologies fascinantes et leurs applications.

🌞 🔍 Photovoltaïque transparent : Un aperçu

Les modules photovoltaïques transparents se distinguent des modules solaires conventionnels par leurs propriétés translucides. Ils permettent d’utiliser l’énergie solaire sans bloquer complètement le passage de la lumière. Ceci est réalisé grâce à des matériaux et des technologies spéciaux qui absorbent partiellement la lumière du soleil et la convertissent en énergie électrique tout en laissant passer le reste de la lumière.

🌿🌞 Agri-PV : Synergie entre agriculture et énergie solaire

L’agri-PV fait référence à l’utilisation simultanée de terres agricoles pour la production alimentaire et la production d’énergie solaire. Les modules photovoltaïques transparents jouent un rôle central dans ce domaine car ils laissent passer la lumière du soleil dans une quantité optimale pour les plantes.

En agriculture, la disponibilité et la répartition de la lumière sont cruciales pour la croissance des plantes. En plaçant stratégiquement des panneaux photovoltaïques transparents au-dessus des champs, les agriculteurs peuvent réguler la lumière pour garantir des conditions de croissance optimales. Dans le même temps, l'électricité produite par les modules peut être utilisée directement sur la ferme ou injectée dans le réseau électrique. Ce double usage contribue de manière significative à l’efficacité et à la durabilité.

Un autre avantage des systèmes Agri-PV est la protection des cultures contre les conditions météorologiques extrêmes. Les modules photovoltaïques peuvent agir comme une sorte de bouclier protecteur qui protège les plantes des rayons intenses du soleil, de la grêle ou des fortes pluies. Cela améliore non seulement les rendements des cultures, mais réduit également le risque de dommages aux cultures et augmente la résilience de l'agriculture aux fluctuations climatiques.

🚗🔋 Places de parking solaires : bien plus qu'une simple place de parking

Les places de parking solaires sont des systèmes multifonctionnels qui ont pris de plus en plus d'importance ces dernières années. Couvrir les places de parking avec des modules photovoltaïques génère non seulement de l'énergie supplémentaire, mais crée également des avantages pratiques pour les utilisateurs. Les véhicules sont protégés des intempéries et l’espace est utilisé efficacement.

Les modules photovoltaïques transparents offrent ici un avantage particulier. Leurs propriétés translucides garantissent que les zones situées en dessous ne sont pas complètement obscurcies. Cela crée un environnement agréable et sûr pour les usagers du stationnement en augmentant la visibilité et le sentiment général d'ouverture.

Les parkings solaires contribuent également à réduire l’effet d’îlot de chaleur urbain. Les surfaces en béton et en asphalte emmagasinent et réfléchissent la chaleur, ce qui entraîne des températures plus élevées dans les zones urbaines. En installant des panneaux photovoltaïques sur ces surfaces, une partie de l'énergie solaire est immédiatement convertie en électricité, réduisant ainsi la quantité de chaleur absorbée et réfléchie, contribuant ainsi à rafraîchir l'environnement.

De plus, ces systèmes sont idéaux pour intégrer des bornes de recharge pour véhicules électriques. L’énergie solaire générée peut être utilisée directement pour recharger les véhicules, réduisant ainsi davantage la dépendance à l’énergie fossile et réduisant l’empreinte carbone. Ceci est particulièrement avantageux dans les zones urbaines où l'espace est limité et où l'utilisation multifonctionnelle est particulièrement importante.

Convient à:

• La toiture solaire pour parkings et abris de voiture solaires

🌇🌞 Pergolas solaires urbaines : l'esthétique rencontre la durabilité

Les pergolas solaires urbaines sont de plus en plus populaires dans les zones urbaines. Ces structures allient fonctions esthétiques et pratiques en fournissant de l'ombre tout en générant de l'énergie solaire. Les modules photovoltaïques transparents sont particulièrement adaptés car ils laissent passer la lumière naturelle tout en offrant un ombrage agréable.

Dans les centres-villes, ces panneaux solaires sont souvent utilisés dans les parcs publics, sur les places ou sur les toits-terrasses comme solutions innovantes pour produire de l'énergie. L’intégration de panneaux solaires dans d’élégantes pergolas embellit non seulement le paysage urbain, mais contribue également à la transition énergétique.

Un avantage significatif des modules photovoltaïques transparents dans les structures urbaines est leur capacité à rendre les bâtiments et autres structures autonomes en énergie. Imaginez un centre-ville dans lequel chaque bâtiment public, place et zone de circulation est alimenté par l'énergie solaire. Cela pourrait contribuer de manière significative à réduire la consommation urbaine d’énergie provenant de sources fossiles.

L’aspect social ne doit pas non plus être négligé. Les pergolas solaires offrent aux habitants des zones urbaines des espaces protégés où ils peuvent séjourner et se détendre. De telles initiatives favorisent non seulement l'utilisation des énergies renouvelables, mais également la sensibilisation et l'acceptation des technologies solaires au sein de la population.

Convient à:

• City Solar Roofing - La Pergola Solar City avec des modules solaires partiellement transparents, le concept idéal pour la ville verte et intelligente du futur

🏛️🔋 Intégration dans les structures existantes

Malgré leurs nombreux avantages, les modules photovoltaïques transparents sont également confrontés à certains défis. L’un des plus grands obstacles est l’intégration de ces systèmes dans les structures existantes. L'installation de modules photovoltaïques transparents nécessite une collaboration étroite entre architectes, urbanistes et experts en énergie pour garantir que les exigences esthétiques, fonctionnelles et techniques soient satisfaites de manière égale.

Néanmoins, les avantages à long terme dépassent les inconvénients. L'avenir appartient aux modules photovoltaïques transparents, que ce soit dans l'agriculture, dans les parkings ou en milieu urbain. Leur large gamme d’utilisations et les conditions environnementales améliorées qu’elles créent sont inestimables. Grâce à une innovation continue et à des investissements dans la recherche et le développement, la technologie devient de plus en plus efficace et rentable.

En conclusion, les modules photovoltaïques transparents représentent une solution clé aux défis de l’approvisionnement énergétique moderne. En intégrant l’énergie solaire de manière esthétique et fonctionnellement efficace, ils contribuent à répondre à nos besoins énergétiques de manière durable tout en embellissant notre environnement.

L’avenir de l’approvisionnement énergétique ne réside pas seulement dans la recherche de solutions efficaces et économiques, mais également de celles qui s’intègrent harmonieusement dans notre vie quotidienne. Les modules photovoltaïques transparents sont un excellent exemple de la manière dont les technologies innovantes peuvent nous faire avancer sur cette voie.

Convient à:

• GiPV : Photovoltaïque intégré au bâtiment avec modules solaires partiellement transparents – photovoltaïque intégré au bâtiment

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