Récolter le soleil et la terre : synergie entre énergie solaire et agriculture

ParisDes scientifiques de l'Université de Swansea ont mis au point un outil pour identifier les meilleurs matériaux pour panneaux solaires destinés à l'agriculture et à la production d'énergie. Cette technologie, appelée agrivoltaïsme, permet de cultiver des aliments tout en produisant de l'énergie renouvelable. Les chercheurs du Département de Physique de l'université ont publié leurs résultats dans Solar RRL. Le nouveau logiciel évalue la performance de différents matériaux de panneaux solaires en termes de transmission de lumière, d'absorption et de production d'énergie, en utilisant des données de divers endroits.

L'agrivoltaïque consiste à installer des panneaux solaires semi-transparents au-dessus des cultures. Les aspects importants à prendre en compte sont:

• Choisir le matériau PV approprié
• Comprendre comment le matériau absorbe les différentes longueurs d'onde de la lumière
• Équilibrer la bande interdite pour laisser passer la lumière adéquate

Les cultures utilisent la lumière rouge et bleue pour la photosynthèse et réfléchissent la lumière verte. Les chercheurs peuvent améliorer la croissance des cultures et optimiser la production d'énergie en modulant le type de lumière qui traverse les panneaux solaires. Un large gap d'énergie permet de laisser passer la lumière bleue à haute énergie, tandis qu'un gap d'énergie plus étroit laisse passer la lumière rouge à faible énergie.

Associer la technologie à l'agriculture présente de nombreux avantages.

• Réduire l'empreinte carbone de l'agriculture
• Améliorer la sécurité alimentaire
• Produire de l'énergie propre et renouvelable

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Les panneaux solaires peuvent être intégrés dans l'agriculture en étant installés sur les toits des serres ou sur des structures protégeant les cultures, et en fournissant de l'ombre pour les animaux. Différents animaux peuvent aider à maintenir la propreté en mangeant les plantes autour des panneaux, mais certains, comme les chèvres, risquent d'endommager l'équipement en sautant dessus.

Dans les systèmes agrivoltaïques, il est crucial de sélectionner les matériaux photovoltaïques en fonction de la lumière solaire locale. Par exemple, les régions riches en lumière bleue pourraient bénéficier de matériaux à large bande interdite, tandis que celles avec une abondance de lumière rouge auraient besoin de PV à bande interdite étroite. Cette connaissance permet d'optimiser à la fois la production alimentaire et la production d'énergie.

Les systèmes agrivoltaïques peuvent réguler les températures, réduisant ainsi le stress sur les plantes et les animaux. Cela peut augmenter les rendements des cultures et diminuer les coûts énergétiques. L'utilisation de panneaux solaires en parallèle avec l'agriculture rend la production alimentaire plus durable et fiable.

Les chercheurs pensent que l'agrivoltaïsme peut considérablement réduire les émissions de carbone dans l'agriculture. En utilisant des méthodes et des équipements appropriés, les fermes peuvent générer leur propre énergie tout en cultivant suffisamment de récoltes, illustrant ainsi le potentiel remarquable de l'utilisation de panneaux solaires sur les terres agricoles.