Energie solaire et agriculture, des synergies bienveillantes

Par Lior Handelsman, vice-président stratégie marketing et produits et fondateur de SolarEdge

L'agriculture est un secteur très concurrentiel qui exige une stratégie axée sur l'excellence opérationnelle pour garder une longueur d'avance. Intégrer le photovoltaïque à une exploitation agricole permet non seulement d'améliorer son résultat, mais aussi de l'inscrire dans une démarche de respect de l'environnement. En effet, les toitures et les champs agricoles se prêtent particulièrement bien à l'installation de systèmes photovoltaïques grâce à la surface disponible et à l'absence d'obstacles physiques susceptibles d'interférer avec la configuration. Néanmoins, la mise en œuvre d'installations photovoltaïques dans les fermes nécessite la considération de questions spécifiques à l'agriculture.

La sécurité comme un préalable

Mais avant de les examiner, tout nouveau propriétaire d'installation photovoltaïque doit s'intéresser en premier lieu à certains aspects généraux tels que la production d'énergie, la sécurité et la supervision. Il est à ce titre important de comparer les solutions photovoltaïques pour déterminer la plus avantageuse. Par exemple, chaque panneau solaire possède un point maximal de puissance individuel. La production électrique de chaque panneau peut être altérée par la poussière et les débris, un ombrage partiel, la neige, les déjections d'oiseaux et les tolérances de fabrication. Avec de nombreux onduleurs photovoltaïques standards, le plus faible des panneaux diminue les performances de tous les autres. En revanche, les solutions dotées d'un système d'optimisation au niveau des modules permettent à chacun d'eux de produire sa propre quantité d'énergie maximale, éliminant ainsi les pertes de puissance dues à l'inégalité des performances des panneaux.

Autre critère décisif : la sécurité. En général, les installations photovoltaïques sont sûres, fiables et ne constituent pas un danger pour les personnes ou les biens. Il est toutefois essentiel de garder à l'esprit que les panneaux et câbles photovoltaïques présentent des tensions DC élevées en journée. Afin de remédier à ces problèmes, les services de protection contre l'incendie, les compagnies d'assurance et les entreprises de service public du monde entier appliquent des règles de sécurité toujours plus strictes. Se conformer aux normes de sécurité les plus élevées peut s'avérer onéreux, mais certaines solutions photovoltaïques incluent déjà des systèmes de sécurité intégrés et satisfont à ces normes sans coût supplémentaire. Par exemple, une solution qui réduit la tension dans les câbles DC lorsque l'alimentation AC est coupée augmente la sécurité des biens, du bétail, des machines, du stock et du personnel.

Une installation photovoltaïque qui assure une supervision au niveau des modules offre une vue d'ensemble complète des performances de l'installation et augmente sa disponibilité. Résultat : des investissements mieux sécurisés et un contrôle accru des performances. Cela permet en outre aux propriétaires et aux installateurs de recevoir des alertes très précises sur les modules dont le rendement est insuffisant et de commander des pièces de rechange rapidement et facilement. Tandis que certains systèmes de supervision peuvent être ajoutés moyennant un supplément, d'autres sont fournis gratuitement pour la durée de vie entière de l'installation comme faisant partie intégrante des coûts d'équipement d'origine.

Se prémunir des effets de l'ammoniac

Dans l'agriculture, les conditions environnementales sont particulièrement rudes et imposent donc des équipements exceptionnellement robustes. Parmi les facteurs environnementaux majeurs à prendre en compte se trouve l'ammoniac. La production d'ammoniac en agriculture provient à la fois des engrais et des excréments animaux. En présence d'eau ou d'humidité, l'ammoniac génère des vapeurs destructrices qui peuvent endommager le matériel. Les composants doivent être résistants à la corrosion provoquée par les vapeurs d'ammoniac afin d'assurer un fonctionnement correct des installations photovoltaïques. La plupart des fabricants d'onduleurs recommandent de ne pas installer leurs onduleurs dans des environnements riches en ammoniac tels que les zones agricoles. Cependant, les solutions d'onduleurs haute qualité sont généralement testées concernant l'exposition à l'ammoniac, à la fois en matière de résistance mécanique et de degré de protection.

Lors du choix d'un équipement électrique quel qu'il soit, il est important de savoir si les composants sont certifiés résistants à la corrosion causée par les gaz d'ammoniac. La « 2 Pfg 1911/03.2001 clause 6.3.1 » du TÜV Rheinland est l'une des normes d'essai de référence : elle consiste à entreposer les produits dans une atmosphère à très forte teneur en ammoniac pendant 480 heures (20 cycles de 24 h), puis à analyser les mécanismes de défaillance typiques.

Gare à la poussière et à l'humidité

Etant donné que presque tous les composants d'un système photovoltaïque agricole sont installés en extérieur, il est primordial de s'assurer qu'ils sont adaptés à cet usage, et notamment qu'ils possèdent une large plage de température. Tous les équipements doivent présenter une large plage de température ambiante et avoir subi des essais de cycles thermiques et de déverminage qui accélèrent le vieillissement des produits afin de vérifier qu'ils atteignent les objectifs de durée de vie et de performance visés dans les conditions prévues. Les autres agents environnementaux à considérer pour assurer la performance des installations photovoltaïques en zones agricoles comprennent la poussière, l'eau et l'humidité. Il existe des indices internationaux tels que IP65 et IP68 qui définissent le degré de résistance des équipements électroniques à la pénétration de poussière causée par les tempêtes de sable ou de poussière et à la pénétration d'eau due à l'irrigation ou à la pluie. Dans l'idéal, les onduleurs doivent supporter les conditions correspondant au degré IP65 et l'électronique de puissance des modules, répondre aux critères plus stricts du degré IP68 afin d'offrir une résistance durable dans des conditions ambiantes difficiles.

Si tous ces facteurs sont pris en compte, une installation photovoltaïque représente alors une excellente solution pour diminuer les frais d'électricité dans l'agriculture. Cela peut se révéler particulièrement utile pour parer à l'imprévisibilité des revenus agricoles annuels et à la hausse des prix de l'énergie. En fait, il est possible de réduire encore davantage les frais d'électricité en recourant à des installations plus grandes pour augmenter au maximum l'autoconsommation et limiter la réinjection dans le réseau. Il suffit pour cela d'installer un compteur d'électricité et d'adapter la consommation. Ainsi, les exploitations disposent d'un moyen supplémentaire pour « prendre le taureau par les cornes » afin de maintenir leur compétitivité.

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